JP3048466B2 - Thermostable firefly luciferase, thermostable firefly luciferase gene, novel recombinant DNA, and method for producing thermostable firefly luciferase - Google Patents
Thermostable firefly luciferase, thermostable firefly luciferase gene, novel recombinant DNA, and method for producing thermostable firefly luciferaseInfo
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Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性ホタルルシフェ
ラーゼ、耐熱性ホタルルシフェラーゼ遺伝子、新規な組
み換え体DNA及び耐熱性ホタルルシフェラーゼの製造
法に関する。The present invention relates to a thermostable firefly luciferase, a thermostable firefly luciferase gene, a novel recombinant DNA and a method for producing a thermostable firefly luciferase.
【0002】[0002]
【従来の技術】ルシフェラーゼは、発光素であるルシフ
ェリンの酸化を触媒して、これを発光させる発光酵素で
ある。そして、ルシフェリンの発光の際にATP等の物
質を必要とする、ゲンジボタル、ヘイケボタル、アメリ
カボタル等由来のホタルのルシフェラーゼは、当該性質
に基づいて、上記ATP等の微量定量に利用されてい
る。2. Description of the Related Art Luciferase is a luminescent enzyme that catalyzes the oxidation of luciferin, which is a luminescent element, to emit light. Firefly luciferase derived from Genji firefly, Heike firefly, American firefly and the like, which requires a substance such as ATP when luciferin emits light, is used for the trace amount determination of ATP and the like based on the above properties.
【0003】しかしながら、一般的にルシフェラーゼ
は、熱に対して不安定なため、試薬として保存する際に
失活しやすいという欠点を有する。かかる欠点を克服す
るための手段の一つとして、試薬に塩等を添加して、あ
る程度ルシフェラーゼを安定に保存することは可能であ
る。しかし、この場合にも、ルシフェラーゼの塩による
反応障害が惹起され勝ちであるという欠点が存在する。[0003] However, luciferase generally has a drawback that it is easily deactivated when stored as a reagent because it is unstable to heat. As one of the means for overcoming such a drawback, it is possible to add salt or the like to the reagent to stably store luciferase to some extent. However, in this case as well, there is a disadvantage that a reaction disorder due to the luciferase salt is caused and the luciferase is likely to be caused.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、耐
熱性を有するホタルルシフェラーゼを開発することを主
たる課題とする。Therefore, an object of the present invention is to develop a thermostable firefly luciferase.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
ついて鋭意検討した結果、野生型ホタルルシフェラーゼ
における特定のアミノ酸残基を特定の疎水性アミノ酸残
基に変換することにより、上記課題を解決し得ることを
見出した。すなわち、本願は、以下の発明を提供するも
のである。 (1)野生型ホタルルシフェラーゼのアミノ酸配列にお
いて、217位のアミノ酸、又はゲンジボタル若しくは
ヘイケボタルのルシフェラーゼの217位と同等位置の
アミノ酸が疎水性アミノ酸(アラニンを除く)に変異さ
れているアミノ酸配列をコードする耐熱性ホタルルシフ
ェラーゼ遺伝子。 (2)野生型ホタルルシフェラーゼがヘイケボタル若し
くはゲンジボタルのルシフェラーゼである(1)記載の
耐熱性ホタルルシフェラーゼ遺伝子。 (3)疎水性アミノ酸がイソロイシン、ロイシン、若し
くはバリンである(1)又は(2)記載のホタルルシフ
ェラーゼ遺伝子。 (4)(1)又は(2)記載の耐熱性ホタルルシフェラ
ーゼ遺伝子をベクターDNAに挿入したことを特徴とす
る組み換え体DNA。 (5)(4)記載の組み換え体DNAを含み、耐熱性ホ
タルルシフェラーゼ生産能を有するエッシェリシア属に
属する微生物を培地に培養し、培養物より耐熱性ホタル
ルシフェラーゼを採取することを特徴とする耐熱性ホタ
ルルシフェラーゼの製造法。 (6)野生型ホタルルシフェラーゼのアミノ酸配列にお
いて、217位のアミノ酸、又はゲンジボタル若しくは
ヘイケボタルのルシフェラーゼの217位と同等位置の
アミノ酸が疎水性アミノ酸(アラニンを除く)に変異さ
れていることを特徴とする耐熱性ホタルルシフェラー
ゼ。 (7)野生型ホタルルシフェラーゼがヘイケボタル若し
くはゲンジボタルのルシフェラーゼである(6)記載の
耐熱性ホタルルシフェラーゼ。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have solved the above problems by converting specific amino acid residues in wild-type firefly luciferase into specific hydrophobic amino acid residues. I found that I could do it. That is, the present application provides the following inventions. (1) In the amino acid sequence of wild-type firefly luciferase, encodes an amino acid sequence in which the amino acid at position 217 or the amino acid at the position equivalent to position 217 of genifer firefly or Heike firefly luciferase is mutated to a hydrophobic amino acid (excluding alanine). Thermostable firefly luciferase gene. (2) The thermostable firefly luciferase gene according to (1), wherein the wild-type firefly luciferase is Heike firefly or Genji firefly luciferase. (3) The firefly luciferase gene according to (1) or (2), wherein the hydrophobic amino acid is isoleucine, leucine or valine. (4) A recombinant DNA obtained by inserting the thermostable firefly luciferase gene according to (1) or (2) into a vector DNA. (5) A thermostability comprising culturing a microorganism belonging to the genus Escherichia containing the recombinant DNA according to (4) and capable of producing thermostable firefly luciferase in a medium, and collecting thermostable firefly luciferase from the culture. A method for producing firefly luciferase. (6) In the amino acid sequence of wild-type firefly luciferase, the amino acid at position 217 or the amino acid at the position equivalent to position 217 of luciferase of Genji firefly or Heike firefly is mutated to a hydrophobic amino acid (excluding alanine). Thermostable firefly luciferase. (7) The thermostable firefly luciferase according to (6), wherein the wild-type firefly luciferase is Heike firefly or Genji firefly luciferase.
【0006】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明における遺伝子の改変による耐熱性ルシフェラーゼ
が提供される前提として、野生型のホタルの遺伝子及び
その組み換え体DNAを調製することが必要である。野
生型ホタルの遺伝子等の種類は、提供が企図される耐熱
性ルシフェラーゼ遺伝子の種類に応じて用いられる。そ
して、ホタル由来のものであれば、如何なるものでも用
いることが可能であり、例えば、ゲンジボタル、ヘイケ
ボタル等由来のものを用いることが可能である。Hereinafter, the present invention will be described in detail. As a prerequisite for providing the thermostable luciferase by the gene modification in the present invention, it is necessary to prepare a wild-type firefly gene and a recombinant DNA thereof. The type of wild-type firefly gene or the like is used depending on the type of the thermostable luciferase gene to be provided. Any fireflies can be used, and for example, fireflies and firefly fireflies can be used.
【0007】これらの遺伝子等は、すでに公知の方法に
従って調製される。例えば、野生型ゲンジボタル遺伝子
及びその組み換え体DNAは、特開平1-51086号公報に
記載の方法により調製することが可能である。本発明に
おいて、「ゲンジボタル若しくはヘイケボタルのルシフ
ェラーゼの217位と同等位置のアミノ酸」とは、確定し
たルシフェラーゼのアミノ酸配列をゲンジボタル若しく
はヘイケボタルのルシフェラーゼのアミノ酸配列を比較
した場合に、ゲンジボタル若しくはヘイケボタルのルシ
フェラーゼの217位のアミノ酸に対応するアミノ酸を意
味するものである。[0007] These genes and the like are prepared according to a known method. For example, the wild-type Genji firefly gene and its recombinant DNA can be prepared by the method described in JP-A-1-51086. In the present invention, the term `` amino acid at the position equivalent to position 217 of Genji firefly or Heike firefly luciferase '' refers to 217 of Genji firefly or Heike firefly luciferase when the amino acid sequence of the confirmed luciferase is compared with the amino acid sequence of Genji firefly or Heike firefly luciferase. It means the amino acid corresponding to the amino acid at the position.
【0008】具体的には、既製のアミノ酸の相同性の解
析用ソフト、例えば、Micro GenieT M(ベックマン社
製)により、各々のルシフェラーゼのアミノ酸配列とゲ
ンジボタル若しくはヘイケボタルのアミノ酸配列の相同
性を比較することにより決定される。当該アミノ酸とし
ては、例えば、スレオニン若しくはアラニンが挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。[0008] Specifically, compared analysis software homology ready-made amino acid, for example, by Micro Genie T M (Beckman), the homology between the amino acid sequence of the amino acid sequence and GENJI or HEIKE of each luciferase To be determined. Examples of the amino acid include, but are not limited to, threonine and alanine.
【0009】さらに、本発明において、「疎水性アミノ
酸」としては、イソロイシン、ロイシン、バリン、メチ
オニン、トリプトファン、フェニルアラニン、プロリ
ン、システイン等を挙げることができる。そして、これ
らの中でも、イソロイシン、ロイシン、又はバリンは、
疎水性値が高いという点で特に好ましいものとして挙げ
ることができる。Further, in the present invention, examples of the "hydrophobic amino acid" include isoleucine, leucine, valine, methionine, tryptophan, phenylalanine, proline, cysteine and the like. And, among these, isoleucine, leucine, or valine,
It can be mentioned as a particularly preferable one in terms of high hydrophobicity value.
【0010】野生型ホタルルシフェラーゼ遺伝子の変異
処理は、企図する変異形態に応じた通常公知の方法で行
ない得る。すなわち、野生型ホタルルシフェラーゼ遺伝
子あるいは当該遺伝子の組み込まれた組み換え体DNA
と変異原となる薬剤とを接触・作用させる方法;紫外線
照射法;遺伝子工学的手法;又は蛋白質工学的手法を駆
使する方法等を広く用いることができる。[0010] Mutation treatment of the wild-type firefly luciferase gene can be carried out by a generally known method depending on the intended mutant form. That is, a wild-type firefly luciferase gene or a recombinant DNA having the gene incorporated therein.
A method of contacting and acting with a mutagen and a drug; an ultraviolet irradiation method; a genetic engineering technique; or a method utilizing a protein engineering technique can be widely used.
【0011】上記変異処理に用いられる変異原となる薬
剤としては、例えば、ヒドロキシルアミン、N−メチル
−N'−ニトロ−N−ニトロソグアニジン(NTG)、
亜硝酸、亜硫酸、ヒドラジン、蟻酸、5−ブロモウラシ
ル等を挙げることができる。この接触・作用の諸条件
は、用いる薬剤の種類等に応じた条件を採ることが可能
であり、現実に所望の変異を野生型ホタルルシフェラー
ゼ遺伝子において惹起することができる限り特に限定さ
れない。通常、好ましくは0.5〜12Mの上記薬剤濃度に
おいて、20〜80℃の反応温度下で10分間以上、好ましく
は10〜180分間接触・作用させることで、所望の変異を
惹起可能である。Examples of the mutagenic agent used in the above mutation treatment include hydroxylamine, N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG),
Examples thereof include nitrous acid, sulfurous acid, hydrazine, formic acid, and 5-bromouracil. Various conditions for the contact and action can be adopted according to the type of the drug to be used and the like, and are not particularly limited as long as a desired mutation can be actually induced in the wild-type firefly luciferase gene. Usually, the desired mutation can be induced by contacting and acting at a reaction temperature of 20 to 80 ° C for 10 minutes or more, preferably 10 to 180 minutes, preferably at the drug concentration of 0.5 to 12 M.
【0012】紫外線照射を行なう場合においても、上記
の通り常法に従うことができる(現代化学、pp24〜30、
1989年6月号)。蛋白質工学的手法を駆使する方法とし
ては、一般的に、サイト−スペシフィック ミュータジ
ェネシス (Site-Specific Mutagenesis)として知られる
手法を用いることができる。例えば、Kramer法(Krame
r, W. et al., Nucleic Acids Res, vol.12, pp9441-94
56 (1984):Kramer, W. et al., Methods Enzymol, v
ol.154, pp350-367(1987):Bauer, C. E. et al., Ge
ne, vol.37, pp73-81 (1985)), Eckstein法(Taylor,
J. W. et al., Nucleic Acids Res, vol.13, pp.8749-8
764 (1985):Taylor, J. W. et al., Nucleic Acids Re
s, vol.13, 8765-8785(1985) :Nakamaye, K. L. et a
l., Nucleic Acids Res, vol.14, pp.9679-9698 (198
6)) 、Kunkel法(Kunkel. T. A., Proc. Natl. Acid. S
ci. U.S.A., vol.82, pp488-492 (1985):Kunkel. T.
A. et al., Methods Enzymol, vol.154, pp.367-382 (1
987))等が挙げられる。[0012] In the case of performing the ultraviolet irradiation, the conventional method can be followed as described above (Hyundai Kagaku, pp24-30,
June 1989). As a method that makes full use of the protein engineering technique, a technique generally known as Site-Specific Mutagenesis can be used. For example, the Kramer method (Krame
r, W. et al., Nucleic Acids Res, vol.12, pp9441-94
56 (1984): Kramer, W. et al., Methods Enzymol, v
ol. 154, pp350-367 (1987): Bauer, CE et al., Ge
ne, vol.37, pp73-81 (1985)), Eckstein method (Taylor,
JW et al., Nucleic Acids Res, vol.13, pp.8749-8
764 (1985): Taylor, JW et al., Nucleic Acids Re.
s, vol.13, 8765-8785 (1985): Nakamaye, KL et a
l., Nucleic Acids Res, vol.14, pp.9679-9698 (198
6)), the Kunkel method (Kunkel. TA, Proc. Natl. Acid. S
ci. USA, vol.82, pp488-492 (1985): Kunkel. T.
A. et al., Methods Enzymol, vol.154, pp.367-382 (1
987)).
【0013】なお、上記遺伝子改変法の他に、有機合成
法又は酵素合成法により、直接所望の改変ホタルルシフ
ェラーゼ遺伝子を合成し得ることはもちろんである。上
記方法により得られる所望のホタルルシフェラーゼ遺伝
子の塩基配列の決定・確認は、例えばマキサム−ギルバ
ートの化学修飾法〔Maxam-Gilbert, Meth.Enzym., vol.
65, pp.499-560(1980)〕やM13ファージを用いるジデ
オキシヌクレオチド鎮終結法〔Messing et al., Gene,
vol. 19., pp.269-276(1982)〕等により行ない得る。In addition to the above-described gene modification method, it is needless to say that a desired modified firefly luciferase gene can be directly synthesized by an organic synthesis method or an enzyme synthesis method. The determination and confirmation of the nucleotide sequence of the desired firefly luciferase gene obtained by the above method can be performed, for example, by a Maxam-Gilbert chemical modification method (Maxam-Gilbert, Meth.Enzym., Vol.
65, pp. 499-560 (1980)] and a dideoxynucleotide termination method using M13 phage [Messing et al., Gene,
vol. 19., pp. 269-276 (1982)].
【0014】上述の如くして得られた耐熱性ホタルルシ
フェラーゼ遺伝子を、常法により、バクテリオファー
ジ、コスミド、又は原核細胞若しくは真核細胞の形質転
換に用いられるプラスミド等のベクターに組み込み、各
々のベクターに対応する宿主を常法により、形質転換・
形質導入をすることができる。例えば、宿主として、エ
ッシェリア属に属する微生物、例えば大腸菌(E.coli)
JM101 (ATCC 33876)、大腸菌(E.coli)DH1(ATCC 338
49)、大腸菌(E.coli)HB 101(ATCC 33694)等を選択
する場合には、ハナハン(Hana-han)の方法〔ディーエ
ヌエイ・クローニング(DNA Cloning)、第1巻、第
109〜135頁(1985)〕等により形質転換するか、あるい
は「モレキュラー・クローニング(Molecular Clonin
g)、第256〜268頁、コールド・スプリング・ハーバー・
ラボラトリー(Cold Spring Harbor Laboratory) (198
2)」記載の方法等により形質導入することにより形質
転換株あるいは形質導入株を得ることが可能である。The thermostable firefly luciferase gene obtained as described above is incorporated into a vector such as a bacteriophage, a cosmid, or a plasmid used for transformation of prokaryotic or eukaryotic cells by a conventional method. Transform the host corresponding to
Transduction can be performed. For example, as a host, a microorganism belonging to the genus Escherichia, for example, E. coli
JM101 (ATCC 33876), E. coli DH1 (ATCC 338
49), Escherichia coli ( E. coli ) HB101 (ATCC 33694) and the like can be selected by the Hana-han method [DNA Cloning, Vol.
109-135 (1985)], or “Molecular Clonin
g), pages 256-268, Cold Spring Harbor
Laboratory (Cold Spring Harbor Laboratory) (198
2) ", a transformed strain or a transduced strain can be obtained.
【0015】そして、上記菌株より耐熱性ホタルルシフ
ェラーゼ生産能を有する菌株をスクリーニングすること
により、耐熱性ホタルルシフェラーゼ遺伝子をベクター
DNAに挿入した組み換え体DNAを含み、耐熱性ホタ
ルルシフェラーゼ生産能を有するエッシェリシア属に属
する菌株を得ることができる。このようにして得られた
菌株より純化された新規な組み換え体DNAを得るに
は、例えばピー・グーリー(P.Guerry)等の方法〔ジェ
イ. バクテリオロジー(J.Bacteriology) 第116巻、第10
64〜1066頁(1973年) 〕、デー・ビー・クレウェル(D.
B.Clewell)の方法〔ジェイ. バクテリオロジー(J.Bact
eriology)第110巻、第667〜676頁(1972年)〕、などに
より得ることができる。A strain having heat-resistant firefly luciferase-producing ability is screened from the above-mentioned strains to contain a recombinant DNA having a heat-resistant firefly luciferase gene inserted into a vector DNA and to have a heat-resistant firefly luciferase-producing ability. Can be obtained. In order to obtain a novel recombinant DNA purified from the thus obtained strain, for example, a method such as P. Guerry (J. Bacteriology, Vol. 116, No. 10
64-1066 (1973)], Dave Crewell (D.
B. Clewell) [J.
eriology), Vol. 110, pp. 667-676 (1972)], and the like.
【0016】そして、このようにして得られた組み換え
体DNAより耐熱性ホタルルシフェラーゼ遺伝子を含有
するDNAを得るには、例えば、該プラスミドDNAに
制限酵素、例えばEcoRI及びPstIを温度30〜40℃、好ま
しくは37℃程度で1〜24時間、好ましくは2時間程度作
用させて、反応終了液をアガロースゲル電気泳動法〔モ
レキュラー・クローニング(Molecular Cloning)、第150
頁、コールド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー (Co
ld Spring Harbor Laboratory)(1982)記載で処理するこ
とにより得ることができる。To obtain a DNA containing the thermostable firefly luciferase gene from the recombinant DNA thus obtained, for example, restriction enzymes such as EcoRI and PstI are added to the plasmid DNA at a temperature of 30 to 40. C., preferably at about 37 ° C. for 1 to 24 hours, preferably for about 2 hours, and the reaction-terminated liquid was subjected to agarose gel electrophoresis [Molecular Cloning, No. 150].
Page, Cold Spring Harbor Laboratory (Co
ld Spring Harbor Laboratory) (1982).
【0017】上記のようにして得られた耐熱性ホタルル
シフェラーゼ遺伝子をベクターDNAに挿入した組み換
え体DNAを含み、耐熱性ホタルルシフェラーゼ生産能
を有するエッシェリシア属に属する菌株を用いて耐熱性
ホタルルシフェラーゼを生産するには、この菌株を通常
の固体培養法で培養してもよいが、可能な限り液体培養
法を採用して培養するのが好ましい。A thermostable firefly luciferase is produced using a strain belonging to the genus Escherichia which contains a recombinant DNA obtained by inserting the thermostable firefly luciferase gene obtained as described above into a vector DNA, and has the ability to produce thermostable firefly luciferase. For this, this strain may be cultured by a conventional solid culture method, but it is preferable to culture the liquid culture method as much as possible.
【0018】また、上記菌株を培養する培地としては、
例えば酵母エキス、トリプトン、ペプトン、肉エキス、
コーンスティープリカーあるいは大豆若しくは小麦ふす
まの浸出液等の1種以上の窒素源に、塩化ナトリウム、
リン酸第1カリウム、リン酸第2カリウム、硫酸マグネ
シウム、塩化マグネシウム、塩化第2鉄、硫酸第2鉄あ
るいは硫酸マンガン等の無機塩類の1種以上を添加し、
更に必要により糖質原料、ビタミン等を適宜添加したも
のが用いられる。The medium for culturing the above strains includes
For example, yeast extract, tryptone, peptone, meat extract,
One or more nitrogen sources, such as corn steep liquor or soy or wheat bran leachate, may contain sodium chloride,
Adding at least one kind of inorganic salts such as potassium potassium phosphate, potassium potassium phosphate, magnesium sulfate, magnesium chloride, ferric chloride, ferric sulfate, and manganese sulfate;
If necessary, saccharide materials, vitamins and the like are appropriately added.
【0019】なお、培地の初発 pHは、 pH7〜9に調
整するのが適当である。また培養は30〜42℃、好ましく
は37℃前後で4〜24時間、好ましくは6〜8時間で、通
気攪拌深部培養、振盪培養、静置培養等により実施する
のが好ましい。培養終了後、該培養物より耐熱性ホタル
ルシフェラーゼを採取するには、通常の酵素採取手段を
用いて得ることができる。It is appropriate that the initial pH of the medium is adjusted to pH 7-9. The cultivation is preferably carried out at 30 to 42 ° C., preferably about 37 ° C. for 4 to 24 hours, preferably 6 to 8 hours, by submerged aeration and agitation culture, shaking culture, stationary culture, or the like. After completion of the cultivation, thermostable firefly luciferase can be collected from the culture using a conventional enzyme collecting means.
【0020】例えば、常法により菌体を、超音波破壊処
理、磨砕処理などするか、または、リゾチーム等の溶菌
酵素を用いて本酵素を抽出するか、またはトルエン等の
存在下で振盪もしくは放置して自己消化を行わせ本酵素
を菌体外に排出させることができる。そして、この溶液
を濾過、遠心分離などして固形部分を除去し、必要によ
りストレプトマイシン硫酸塩、プロタミン硫酸塩、硫酸
マンガン等により核酸を除去したのち、これに硫安、ア
ルコール、アセトン等を添加して分画し、沈澱物を採取
し、粗酵素を得る。For example, the cells may be subjected to ultrasonic destruction treatment, grinding treatment, or the like by a conventional method, or the present enzyme may be extracted using a lytic enzyme such as lysozyme, or shaken or shaken in the presence of toluene or the like. This enzyme can be allowed to stand for self-digestion to discharge the enzyme out of the cells. Then, the solution is filtered, centrifuged, etc. to remove the solid portion, and if necessary, nucleic acids are removed by streptomycin sulfate, protamine sulfate, manganese sulfate, etc., and ammonium sulfate, alcohol, acetone, etc. are added thereto. Fractionate and collect the precipitate to obtain the crude enzyme.
【0021】上記粗酵素よりさらに精製酵素標品を得る
には、例えばセファデックス、ウルトロゲルもしくはバ
イオゲル等を用いるゲル濾過法;イオン交換体を用いる
吸着溶出法;ポリアクリルアミドゲル等を用いる電気泳
動法;ヒドロキシアパタイトを用いる吸着溶出法;蔗糖
密度勾配遠心法等の沈降法;アフィニティクロマト法;
分子ふるい膜もしくは中空糸膜等を用いる分画法等を適
宜選択し、またこれらを組合わせて実施することによ
り、精製された酵素標品を得ることが出来る。In order to obtain a purified enzyme preparation from the above crude enzyme, a gel filtration method using, for example, Sephadex, Ultrogel or biogel; an adsorption / elution method using an ion exchanger; an electrophoresis method using a polyacrylamide gel; Adsorption and elution method using hydroxyapatite; sedimentation method such as sucrose density gradient centrifugation method; affinity chromatography method;
A purified enzyme preparation can be obtained by appropriately selecting a fractionation method using a molecular sieve membrane, a hollow fiber membrane, or the like, and combining and carrying out these methods.
【0022】このようにして、所望の耐熱性ホタルルシ
フェラーゼを得ることができる。そして、当該耐熱性ホ
タルルシフェラーゼは、以下に示す性質を除き、特開平
1-141592号公報記載の野性型ゲンジボタルのルシフェラ
ーゼ、又は特開平1-262791号公報記載のヘイケボタルの
ルシフェラーゼと同様である。 作用適温の範囲:0〜65℃である。 pH、温度等による失活の条件: i) pH4.0 以下又は pH12.0以上で4時間後完全に失
活する。Thus, a desired thermostable firefly luciferase can be obtained. The thermostable firefly luciferase is disclosed in
This is the same as the wild-type Genji firefly luciferase described in JP-A 1-141592 or the Heike firefly luciferase described in JP-A 1-262791. Range of suitable temperature for operation: 0 to 65 ° C. Deactivation conditions depending on pH, temperature, etc .: i) Complete deactivation after 4 hours at pH 4.0 or lower or pH 12.0 or higher.
【0023】ii) pH7.8 において温度65℃、60分間の
熱処理により完全に失活する。 熱安定性:温度50℃、20分間の処理で80%以上の残存
酵素活性を有し、温度50℃、60分間の処理でも65%以上
の残存酵素活性を有する。Ii) It is completely deactivated by heat treatment at a temperature of 65 ° C. for 60 minutes at pH 7.8. Thermal stability: 80% or more residual enzyme activity at 50 ° C for 20 minutes, and 65% or more residual enzyme activity at 50 ° C for 60 minutes.
【0024】[0024]
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。なお、以下に述べる項目1〜10には、ホタル
の1種であるフォティナス・ピラリスのルシフェラーゼ
をコードする遺伝子を含有するDNA (該DNAは、ル
シオラ・クルシアタのルシフェラーゼをコードする遺伝
子を含有するDNAを検索する際、プローブとして使用
されるものである。) の調製について述べる。 1.m−RNAの調製 ホタルの1種であるフォティナス・ピラリス(Photinus
pyralis)の乾燥尾部 (シグマ社製) 1gを乳鉢及び乳棒
を用いて充分破砕したものに、溶解緩衝液5ml〔20mMト
リス−塩酸緩衝液(pH7.4)/10mM NaCl/3mM酢酸マグ
ネシウム/5%(w/v) ショ糖/1.2%(V/V) トリトンX
-100/10mMバナジルヌクレオシド錯体 (ニューイングラ
ンド バイオラボ社製) 〕を添加し、更に、上記と同様
に破砕してフォティナス・ピラリス尾部破砕物含有溶液
を得た。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, items 1 to 10 described below include a DNA containing a gene encoding a luciferase of Photinus pyralis, which is a kind of firefly (the DNA is a DNA containing a gene encoding a luciferase of Luciola crusata). This is used as a probe when searching.) 1. Preparation of m-RNA One type of firefly, Photinus pyralis
pyralis) (1 g) was crushed sufficiently using a mortar and pestle, and 5 ml of a lysis buffer [20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4) / 10 mM NaCl / 3 mM magnesium acetate / 5% (w / v) Sucrose / 1.2% (V / V) Triton X
-100/10 mM vanadyl nucleoside complex (manufactured by New England Biolabs)] and further crushed in the same manner as above to obtain a solution containing a crushed product of the tail of Photinus pyralis.
【0025】このようにして得た溶液5mlをカップ型ブ
レンダー(日本精機製作所社製)に入れ、5,000r.p.m. で
5分間処理したものに、12mlのグアニジンイソチオシア
ネート溶液 (6Mグアニジンイソチオシアネート/37.5
mMクエン酸ナトリウム(p H7.0)/0.75%(W/V) N−ラ
ウロイルザルコシンナトリウム/0.15M β−メルカプト
エタノール) を添加する。この溶液をさらに上記ブレン
ダーを用い3,000r.p.m. で10分間処理し、3重のガーゼ
を用いて濾過して濾液を得た。次に、超遠心分離機用チ
ューブ (日立工機社製) 4本に、予め1.2mlの5.7Mの
塩化セシウム溶液を夫々重層し、その上に、上記濾液を
重層するように夫々分注し、超遠心分離機 (日立工機社
製、SCP55H)を用いて温度15℃、30,000r.p.m.で16
時間遠心分離して沈澱物を得た。得られた沈澱物を、冷
70%(V/V) エタノールを用いて洗浄し、10mMトリス緩衝
液〔10mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.4)/5mMEDTA/
1%ドデシル硫酸ナトリウム〕4mlに懸濁したものに、
同量のn−ブタノール及びクロロフォルムを4対1(容
量比)混液を添加して抽出し、常法により3,000r.p.m.
で10分間遠心分離し、水層及び有機溶媒層に分離した。
この有機溶媒層に上記10mMトリス緩衝液4mlを添加し、
上記抽出及び分離操作を行なう操作を2回繰り返した。
得られた水層に、1/10量の3M酢酸ナトリウム(pH5.2)
及び2倍量の冷エタノールを添加したものを温度−20℃
で2時間放置したのち、常法により8,000r.p.m. で20分
間遠心分離し、RNAを沈澱させた。得られたRNAを
4mlの水に溶解し、上記エタノール沈澱操作を行なっ
た。得られたRNAをさらに1mlの水に溶解し、3.75mg
のRNAを得た。5 ml of the solution thus obtained was placed in a cup-type blender (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho), treated at 5,000 rpm for 5 minutes, and added with 12 ml of a guanidine isothiocyanate solution (6M guanidine isothiocyanate / 37.5.
mM sodium citrate (pH 7.0) /0.75% (W / V) sodium N-lauroylsarcosine / 0.15M β-mercaptoethanol). This solution was further treated with the above blender at 3,000 rpm for 10 minutes, and filtered using triple gauze to obtain a filtrate. Next, four ultracentrifuge tubes (manufactured by Hitachi Koki Co., Ltd.) were each overlaid with 1.2 ml of 5.7 M cesium chloride solution in advance, and the above filtrate was further overlaid thereon. Pour at 16 ° C using an ultracentrifuge (Hitachi Koki, SCP55H) at a temperature of 15 ° C and 30,000 rpm.
The precipitate was obtained by centrifugation for an hour. The resulting precipitate is cooled
After washing with 70% (V / V) ethanol, 10 mM Tris buffer [10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4) / 5 mM EDTA /
[1% sodium dodecyl sulfate]
The same amount of n-butanol and chloroform was added to a 4: 1 (volume ratio) mixed solution and extracted.
For 10 minutes to separate into an aqueous layer and an organic solvent layer.
4 ml of the above 10 mM Tris buffer was added to the organic solvent layer,
The operation of performing the extraction and separation operations was repeated twice.
1/10 volume of 3M sodium acetate (pH 5.2) was added to the obtained aqueous layer.
And the addition of twice as much cold ethanol at a temperature of -20 ° C
, And centrifuged at 8,000 rpm for 20 minutes to precipitate RNA. The obtained RNA was dissolved in 4 ml of water, and the above-mentioned ethanol precipitation operation was performed. The obtained RNA was further dissolved in 1 ml of water, and 3.75 mg
RNA was obtained.
【0026】そして、以上の操作を再度繰り返すことに
より合計7mgのRNAを調製した。このRNA中よりm
−RNAを選択するために、7mgのRNAを、オリゴ(d
T)−セルロース (ニューイングランドバイオラボ社
製) カラムクロマトグラムにかけた。このカラムクロマ
トグラムにおいて、カラムとして2.5mlテルモシリンジ
(テルモ社製)を用いた。このカラムに、樹脂0.5gを
溶出緩衝液〔10mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.6)/1mMD
ETA/0.1%(W/V) ドデシル硫酸ナトリウム〕で膨潤
させたのち充填し、結合緩衝液〔10mMトリス−塩酸(pH
7.6)/1mMEDTA/0.4M NaCl/0.1%ドデシル硫酸
ナトリウム〕で平衡化して調製した。The above operation was repeated again to prepare a total of 7 mg of RNA. M from this RNA
-For selection of RNA, 7 mg of RNA was
T) -Cellulose (New England Biolabs) column chromatogram. In this column chromatogram, 2.5 ml thermosyringe (manufactured by Terumo Corporation) was used as a column. To this column, 0.5 g of the resin was loaded with an elution buffer [10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.6) / 1 mM
After swelling with ETA / 0.1% (W / V) sodium dodecyl sulfate], filling and binding buffer [10 mM Tris-hydrochloric acid (pH
7.6) / 1 mM EDTA / 0.4 M NaCl / 0.1% sodium dodecyl sulfate].
【0027】7mgのRNAに、同量の緩衝液〔10mMトリ
ス−塩酸(pH7.6)/1mMEDTA/0.8M NaCl/0.1%
ドデシル硫酸ナトリウム〕を添加し、温度65℃で10分間
加熱処理し、氷中で急冷した。これを前記調製したオリ
ゴ(dT) −セルロースカラムにかけ、結合緩衝液で樹脂
を洗浄し、未結合のr−RNA及びt−RNAを完全に
洗浄し、更に、溶出緩衝液でm−RNAを溶出してm−
RNA40μg を得た。 2.ルシフェラーゼm−RNAの濃縮 次に、ショ糖密度勾配遠心分離法によりルシフェラーゼ
m−RNAを濃縮した。To 7 mg of RNA, add the same amount of buffer [10 mM Tris-HCl (pH 7.6) / 1 mM EDTA / 0.8 M NaCl / 0.1%
Sodium dodecyl sulfate], and heat-treated at a temperature of 65 ° C. for 10 minutes, followed by rapid cooling in ice. This is applied to the oligo (dT) -cellulose column prepared above, the resin is washed with a binding buffer, the unbound r-RNA and t-RNA are completely washed, and the m-RNA is eluted with an elution buffer. And m-
40 μg of RNA was obtained. 2. Concentration of luciferase m-RNA Next, luciferase m-RNA was concentrated by sucrose density gradient centrifugation.
【0028】10〜25%(W/V) のショ糖密度勾配は、ベッ
クマン社製のローターSW41用ポリアロマチューブに40
%(W/V) ショ糖液〔50mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)/
20mMNaCl /1mMEDTA/40%(W/V)ショ糖〕0.5ml
を入れ、その上に2.4mlずつ25%(W/V)、20%(W/V)、15
%(W/V) 及び10%(W/V) のショ糖液を重層し、4℃で24
時間放置することにより作製した。このショ糖密度勾配
に、m−RNA30μgを重層し、SW41ローター(ベッ
クマン社製)を用い、常法により30,000r.p.m.、温度18
℃で18時間遠心分離を行なった。遠心分離操作ののち、
0.5mlずつ分画し、エタノール沈澱法によりm−RNA
を回収し、10μLの水に溶解した。A sucrose density gradient of 10 to 25% (W / V) is applied to a polyaroma tube for a rotor SW41 manufactured by Beckman Co., Ltd.
% (W / V) sucrose solution [50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) /
20 mM NaCl / 1 mM EDTA / 40% (W / V) sucrose] 0.5 ml
And put 2.4ml on each of 25% (W / V), 20% (W / V), 15ml
% (W / V) and 10% (W / V) sucrose solution and overlay at 4 ° C.
It was produced by leaving it for a time. The sucrose density gradient was overlaid with 30 μg of m-RNA, and was subjected to a conventional method at 30,000 rpm and a temperature of 18, using a SW41 rotor (manufactured by Beckman).
Centrifugation was performed at 18 ° C. for 18 hours. After centrifugation,
0.5 ml was fractionated, and m-RNA was precipitated by ethanol precipitation.
Was collected and dissolved in 10 μL of water.
【0029】次に、m−RNAにコードされている蛋白
質を調べることにより、ルシフェラーゼのm−RNAが
濃縮されている画分の同定を行なった。分画したRNA
1μL 、ウサギ網状赤血球ライセート (アマシャム社
製) 9μL 及び〔35S〕メチオニン1μL (アマシ
ャム社製)を混合し、30℃で30分間反応させた。これに
150μL のNET緩衝液〔150mM NaCl/5mMEDTA
/0.02% (W/V)NaN3/20mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.4)
/0.05%(W/V) ノニデットP-40(ベセスダリサーチラボ
ラトリー社製、界面活性剤) 〕を添加し、更に、1μL
の抗ルシフェラーゼ血清 (後述のようにして調製した
もの。) を添加し、4℃で18時間放置した。これに10mg
のプロティンAセファロース (ファルマシア社製) を添
加し、温度20℃で30分間放置したものを、常法により1
2,000r.p.m.で1分間遠心分離処理し、樹脂を回収し
た。Next, by examining the protein encoded by the m-RNA, the fraction in which the luciferase m-RNA was concentrated was identified. Fractionated RNA
1 μL, 9 μL of rabbit reticulocyte lysate (manufactured by Amersham) and 1 μL of [ 35 S] methionine (manufactured by Amersham) were mixed and reacted at 30 ° C. for 30 minutes. to this
150 μL of NET buffer [150 mM NaCl / 5 mM EDTA
/0.02% (W / V) NaN 3 / 20mM Tris - HCl buffer (pH 7.4)
/0.05%(W/V) Nonidet P-40 (manufactured by Bethesda Research Laboratories, surfactant)] and further add 1 μL
Was added and the mixture was allowed to stand at 4 ° C. for 18 hours. 10mg to this
Of Protein A Sepharose (manufactured by Pharmacia) and left at a temperature of 20 ° C. for 30 minutes.
The resin was collected by centrifugation at 2,000 rpm for 1 minute.
【0030】回収した樹脂を 200μL のNET緩衝液
で3回洗浄し、次いで、40μL のSDS−PAGE用
サンプル緩衝液〔62.5mMトリス−塩酸緩衝液(pH6.8)/
10%(V/V) グリセロール/2%(W/V) ドデシル硫酸ナト
リウム/5%(V/V) メルカプトエタノール/0.02%(W/
V) ブロムフェノールブルー〕を添加し、温度 100℃で
3分間煮沸し、常法により12,000r.p.m.で1分間遠心分
離処理した。この遠心分離処理で得られた上清を回収
し、全量を7.5%(W/V) ドデシル硫酸ナトリウム−ポリ
アクリルアミドゲルに乗せてラエムリ(Laemmli) の方法
〔「ネーチュアー」(Nature)、第227頁、第680頁(197
0)〕でゲル電気泳動を行った。The recovered resin was washed three times with 200 μL of NET buffer, and then 40 μL of sample buffer for SDS-PAGE [62.5 mM Tris-HCl buffer (pH 6.8) /
10% (V / V) Glycerol / 2% (W / V) Sodium dodecyl sulfate / 5% (V / V) Mercaptoethanol / 0.02% (W / V
V) bromophenol blue], boiled at a temperature of 100 ° C for 3 minutes, and centrifuged at 12,000 rpm for 1 minute in a conventional manner. The supernatant obtained by this centrifugation treatment is collected, and the whole amount is loaded on a 7.5% (W / V) sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel, followed by the method of Laemmli (“Nature”, Nature 227 pages, 680 pages (197
0)] to perform gel electrophoresis.
【0031】ゲル電気泳動を行なった後のゲルを10%(V
/V) の酢酸に30分間浸漬し、蛋白質を固定したのち、水
に30分間浸漬し、更に、1Mサリチル酸ナトリウム溶液
に30分間浸漬し、乾燥して乾燥ゲルを得、次いでX線フ
ィルム (フジ写真フィルム社製、RX)を用いてフルオ
ログラフィーを行なった。以上の操作により、ルシフェ
ラーゼm−RNAの存在する画分のRNAを用いた場合
にのみ、ルシフェラーゼ蛋白質のバンドがX線フィルム
上に認められ、ルシフェラーゼm−RNAの濃縮されて
いる画分が同定できた。 3.抗ルシフェラーゼ血清の調製 精製ルシフェラーゼに対するウサギの抗ルシフェラーゼ
血清は、以下の方法により調製した。The gel after the gel electrophoresis was subjected to 10% (V
/ V) in acetic acid for 30 minutes to immobilize the protein, immerse in water for 30 minutes, immerse in 1M sodium salicylate solution for 30 minutes, and dry to obtain a dry gel. Fluorography was performed using a photographic film (RX). By the above operation, the luciferase protein band was recognized on the X-ray film only when the RNA of the fraction in which luciferase m-RNA was present was used, and the fraction in which luciferase m-RNA was concentrated could be identified. Was. 3. Preparation of anti-luciferase serum Rabbit anti-luciferase serum against purified luciferase was prepared by the following method.
【0032】3.2mg/ml濃度のルシフェラーゼ溶液〔シ
グマ社製ルシフェラーゼを0.5Mグリシルグリシン溶液
(pH7.8)に溶解したもの〕0.7mlを、等量のフロイント
(Freund)完全アジェバントで懸濁したもの2.24mgを、抗
原として体重2kgの日本白色種ウサギの指掌部に投与し
飼育した。飼育2週間経過した後、初回と同量の抗原を
背部皮内へ投与し、更に、飼育1週間経過したのち、同
様の操作を行ない、更に、飼育1週間後全採血を行なっ
た。A luciferase solution having a concentration of 3.2 mg / ml [a luciferase manufactured by Sigma Corporation in a 0.5 M glycylglycine solution]
(pH 7.8) 0.7 ml of an equal volume of Freund
(Freund) 2.24 mg of a suspension in complete adjuvant was administered as an antigen to the finger palm of a Japanese white rabbit weighing 2 kg and raised. Two weeks after breeding, the same amount of antigen as in the first administration was intradermally administered to the back, and one week after breeding, the same operation was performed, and one week after breeding, whole blood was collected.
【0033】そして、得られた血液を、温度4℃で18時
間放置したものを、常法により3,000r.p.m. で15分間遠
心分離し、上清として抗ルシフェラーゼ血清を得た。 4.c−DNAの合成 c−DNAの合成は、アマシャム社製キットを用いて行
なった。上述の如くして得られたm−RNA2μg を用
いてアマシャム社の指示する「モル・セル・バイオル」
(Mol.Cell Biol.)、第2巻、第161頁(1982)及び「ジー
ン」(Gene)、第25巻、第263 頁(1983)記載の方法に従い
処理して、 300ngの2本鎖c−DNAを得た。Then, the obtained blood was left at a temperature of 4 ° C. for 18 hours, and centrifuged at 3,000 rpm for 15 minutes by a conventional method to obtain an anti-luciferase serum as a supernatant. 4. Synthesis of c-DNA Synthesis of c-DNA was performed using a kit manufactured by Amersham. Using 2 μg of the m-RNA obtained as described above, “Mole Cell Viol” specified by Amersham
(Mol. Cell Biol.), 2, 161 (1982) and Gene, 25, 263 (1983). -DNA was obtained.
【0034】このc−DNA 150ngを7μL のTE緩
衝液〔10mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)/1mMEDT
A〕に溶解したものに、11μL の混液〔280mM カコジ
ル酸ナトリウム(pH6.8)/60mM トリス−塩酸緩衝液(p
H6.8)/2mM塩化コバルト〕及び3.8μL のティリン
グ混液〔10mMジチオスレイトール7.5μL /10ng/ml
ポリ (poly) A1μL /5mM dCTP2μL /水 1
10μL 〕を夫々添加し、更に、29ユニットのターミナ
ルトランスフェラーゼ (ベーリンガーマンハイム社製)
を添加し、30℃で10分間反応させ、次いで、2.4μL の
0.25M EDTA及び2.4μL の10%(W/V) ドデシル硫
酸ナトリウムを夫々添加して反応を停止させた。150 ng of the c-DNA was added to 7 μL of a TE buffer [10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) / 1 mM EDT].
A), add 11 μL of a mixed solution [280 mM sodium cacodylate (pH 6.8) / 60 mM Tris-HCl buffer (p.
H6.8) / 2 mM cobalt chloride] and 3.8 μL of a tiling mixture [10 mM dithiothreitol 7.5 μL / 10 ng / ml
Poly (A) A1μL / 5mM dCTP2μL / water 1
10 μL], and 29 units of terminal transferase (Boehringer Mannheim)
Was added and reacted at 30 ° C. for 10 minutes, and then 2.4 μL of
The reaction was stopped by adding 0.25 M EDTA and 2.4 μL of 10% (W / V) sodium dodecyl sulfate, respectively.
【0035】この反応停止液に25μL の水飽和フェノ
ールを用いて除蛋白処理を行なった。回収した水層に、
25μL の4M酢酸アンモニウム及び 100μL の冷エ
タノールを夫々添加し、−70℃で15分間放置し、12,000
r.p.m.で10分間遠心分離してc−DNAを回収した。こ
れを10μL のTE緩衝液に溶解し、c−DNA溶解液
を得た。The reaction stop solution was subjected to deproteinization treatment using 25 μL of water-saturated phenol. In the collected water layer,
25 μL of 4M ammonium acetate and 100 μL of cold ethanol were added thereto, respectively, and left at −70 ° C. for 15 minutes.
The c-DNA was recovered by centrifugation at rpm for 10 minutes. This was dissolved in 10 μL of TE buffer to obtain a c-DNA solution.
【0036】以上の如くしてデオキシシチジンのテイル
が付いたc−DNA100ngを得た。 5.ベクターに使用する組み換え体プラスミド pMCE
10DNAの調製 大腸菌W3110株(ATCC 27325)、プラスミド pBR325(B
RL社製)及びプラスミド pBR322 DNA(宝酒造社
製)を用いてティー・マスダ等 (T.Masuda et.al.)「ア
グリカルチュラル・バイオロジカル・ケミストリー」(Ag
ricultural Biological Chemistry) 、第50巻、第271〜
279頁 (1986) 記載の方法により作製したプラスミド p
KN305 DNA並びにプラスミド pMC1403-3DNA
(特開昭61-274683 号公報記載) を作製した。夫々のプ
ラスミド1μg を、10μL の混液〔50mMトリス−塩酸
緩衝液(pH7.5)/10mM MgCl2/100mM NaCl/1mMジチオ
スレイトール〕に添加し、更に、これに、HindIII及びS
alI (いずれも宝酒造社製) を夫々2ユニットずつ添加
し、37℃で1時間反応させて切断処理し、常法によるフ
ェノール抽出及びエタノール沈澱処理を行ない沈澱物を
得た。この沈澱物を、10μL のライゲーション緩衝液
〔20mM MgCl2/66mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.6)/1mM
ATP/15mMジチオスレイトール〕に溶解し、この溶液
にさらに1ユニットのT4DNAリガーゼ(宝酒造社
製)を添加し、20℃で4時間連結反応を行なった。次い
で、この反応液を用い、「ジェイ・バクテリオロジー
(J.Bacteriology、第119巻、第1072頁〜第1074頁(1974
年)」記載の形質転換法により、大腸菌JM 101(ATCC
33876)株を形質転換し、薬剤耐性 (アンピシリン耐性及
びテトラサイクリン感受性) 及びβ−ガラクトシダーゼ
活性を検討し、形質転換株を得た。この形質転換株に含
まれる組み換え体プラスミドDNAを pMCE10と命名
した。この組み換え体プラスミド pMCE10DNAを含
有する大腸菌JM101 株を、トリプトン1%(W/V) 、酵
母エキス0.5%(W/V) 、及びNaCl0.5 %(W/V) からなる
培地1L に、該培地を用い37℃で16〜24時間前培養し
て得た大腸菌JM101 (pMCE10) の培養液20mlを接種
し、37℃で3時間振盪培養したのち、0.2gのクロラムフ
ェニコールを添加し、更に同一温度で20時間同培養を行
ない、培養液を得た。As described above, 100 ng of c-DNA having a tail of deoxycytidine was obtained. 5. Recombinant plasmid pMCE used for vector
10 Preparation of DNA E. coli W3110 strain (ATCC 27325), plasmid pBR325 (B
RL) and plasmid pBR322 DNA (Takara Shuzo) using "Agricultural Biological Chemistry" (T. Masuda et.al.) (Ag.
ricultural Biological Chemistry), Vol. 50, No. 271-
P.279 (1986)
KN305 DNA and plasmid pMC1403-3DNA
(Described in JP-A-61-274683). Each plasmid 1μg of, a mixture of 10 [mu] L - was added to the [50mM Tris-HCl buffer (pH7.5) / 10mM MgCl 2 / 100mM NaCl / 1mM dithiothreitol], further, to this, Hind III and S
al I (all manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) was added in an amount of 2 units each, reacted at 37 ° C. for 1 hour and cut to give a precipitate, which was then subjected to phenol extraction and ethanol precipitation in a conventional manner. The precipitate, ligation buffer 10μL [20 mM MgCl 2/66 mM Tris - HCl buffer (pH 7.6) / 1 mM
ATP / 15 mM dithiothreitol], and 1 unit of T4 DNA ligase (Takara Shuzo) was added to this solution, and a ligation reaction was carried out at 20 ° C. for 4 hours. Next, using this reaction solution, "J Bacteriology"
(J. Bacteriology, Vol. 119, pp. 1072--1074 (1974
Year), E. coli JM101 (ATCC
33876) strain was transformed and examined for drug resistance (ampicillin resistance and tetracycline sensitivity) and β-galactosidase activity to obtain a transformed strain. The recombinant plasmid DNA contained in this transformant was named pMCE10. Escherichia coli strain JM101 containing the recombinant plasmid pMCE10 DNA was added to 1 L of a medium comprising 1% (W / V) of tryptone, 0.5% (W / V) of yeast extract and 0.5% (W / V) of NaCl. 20 ml of a culture solution of Escherichia coli JM101 (pMCE10) obtained by pre-culturing at 37 ° C. for 16 to 24 hours using the medium was inoculated, and cultured with shaking at 37 ° C. for 3 hours, and 0.2 g of chloramphenicol was added. The same culture was further performed at the same temperature for 20 hours to obtain a culture solution.
【0037】次いで、この培養液を、常法により6,000
r.p.m. で10分間遠心分離して湿潤菌体2gを得た。こ
れを20mlの25%(W/V) ショ糖を含有する350mM トリス−
塩酸緩衝液(pH8.0)に懸濁したのち、更に、これに、リ
ゾチーム10mg、0.25M EDTA溶液(pH8.0)8ml及び20
%(W/V) ドデシル硫酸ナトリウム溶液8mlを夫々添加
し、60℃で30分間保温して溶菌し、溶菌液を得た。Next, this culture solution was subjected to 6,000
The mixture was centrifuged at rpm for 10 minutes to obtain 2 g of wet cells. This was mixed with 20 ml of 350 mM Tris containing 25% (W / V) sucrose.
After suspending in a hydrochloric acid buffer (pH 8.0), lysozyme 10 mg, 0.25 M EDTA solution (pH 8.0) 8 ml and 20
Each 8 ml of a% (W / V) sodium dodecyl sulfate solution was added, and the mixture was incubated at 60 ° C. for 30 minutes to lyse the cells to obtain a lysate.
【0038】この溶菌液に、5M NaCl溶液13mlを添加
し、温度4℃で16時間処理したものを常法により15,000
r.p.m.で30分間遠心分離して抽出液を得、常法によりフ
ェノール抽出処理及びエタノール沈澱処理を行ない沈澱
物を得た。次いで、この沈澱物を通常の減圧乾燥処理し
た後、1mMEDTAを含有する10mMトリス−塩酸緩衝液
6ml(pH7.5)に溶解し、更に、これに、塩化セシウム6
g及びエチジウムブロマイド溶液(10mg/ml) 0.2mlを添
加した。これを超遠心分離機を用いて常法により39,000
r.p.m.で42時間平衡密度勾配遠心分離処理を行ない、組
み換え体プラスミド pMCE10DNA含有物を単離し
た。次いで組み換え体プラスミド pMCE10DNA含有
物からn−ブタノールを使用してエチジウムブロマイド
を除去したのち、1mMEDTAを含有する10mMトリス−
塩酸緩衝液(pH7.5)に対して透析を行ない純化した組み
換え体プラスミド pMCE10DNA500μg を得た。 6.ベクターDNAの調製 以上の様にして得られた組み換え体プラスミド pMCE
10DNA15μg を、前記項目4記載のTE緩衝液90μL
に溶解しMed緩衝液〔100 mMトリス−塩酸緩衝液(pH
7.5)/100mM MgCl2 /10mMジチオスレイトール/500mM
NaCl〕10μLを添加したのち制限酵素AccI(宝酒造社
製) 30ユニットを更に加え、37℃で1時間切断処理を行
ない切断処理物を得た。この切断処理物に、100μL の
水飽和フェノールを加え除蛋白操作を行なったのち、水
層を回収した。この水層に、1/10量の3M酢酸ナトリウ
ム(pH7.5)及び2倍量の冷エタノールを加え、−70℃で
15分間放置したのち、12,000r.p .m. で10分間遠心分離
し、DNAを回収した。To this lysate, 13 ml of a 5M NaCl solution was added and treated at 4 ° C. for 16 hours.
An extract was obtained by centrifugation at rpm for 30 minutes, and phenol extraction treatment and ethanol precipitation treatment were performed by a conventional method to obtain a precipitate. Then, the precipitate was dried under a normal vacuum, and dissolved in 6 ml of 10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) containing 1 mM EDTA.
g and 0.2 ml of an ethidium bromide solution (10 mg / ml) were added. This is 39,000 using an ultracentrifuge in a conventional manner.
Equilibrium density gradient centrifugation at rpm for 42 hours was performed to isolate the recombinant plasmid pMCE10 DNA containing. The ethidium bromide was then removed from the recombinant plasmid pMCE10 DNA content using n-butanol, followed by 10 mM Tris-containing 1 mM EDTA.
The solution was dialyzed against a hydrochloric acid buffer (pH 7.5) to obtain 500 μg of a purified recombinant plasmid pMCE10 DNA. 6. Preparation of vector DNA Recombinant plasmid pMCE obtained as described above
15 μg of 10 DNA was added to 90 μL of the TE buffer described in item 4 above.
In a buffer (100 mM Tris-HCl buffer (pH
7.5) / 100mM MgCl 2 / 10mM dithiothreitol / 500 mM
After adding 10 μL of NaCl], 30 units of the restriction enzyme AccI (Takara Shuzo) were further added, and the mixture was cut at 37 ° C. for 1 hour to obtain a cut product. 100 μL of water-saturated phenol was added to the cut product to remove proteins, and the aqueous layer was recovered. To this aqueous layer, 1/10 volume of 3M sodium acetate (pH 7.5) and 2 volumes of cold ethanol were added.
After standing for 15 minutes, the DNA was collected by centrifugation at 12,000 rp.m. for 10 minutes.
【0039】このDNAを、TE緩衝液10μL に溶か
し、混液〔280mM カコジル酸ナトリウム(pH6.8)/60mM
トリス−塩酸緩衝液(pH6.8)/2mM塩化コバルト〕15μ
Lを加えたのち、更に、ティリング混液(項目4記載)
(5mM dGTPを用いた) 5μL 及びターミナルトラ
ンスフェラーゼ (宝酒造社製) 5ユニットを添加し、37
℃で15分間反応させた。前記項目4記載のc−DNAテ
ィリング反応と同様の後処理を行なうことにより組み換
え体プラスミド pMCE10DNAのAccIサイトにデオ
キシグアノシンのテイルが付いたDNAを調製した。This DNA was dissolved in 10 μL of TE buffer, and a mixed solution [280 mM sodium cacodylate (pH 6.8) / 60 mM) was used.
Tris-HCl buffer (pH 6.8) / 2mM cobalt chloride] 15μ
After adding L, a tilling mixture (described in item 4)
5 μL (using 5 mM dGTP) and 5 units of terminal transferase (Takara Shuzo) were added, and 37
The reaction was carried out at 150C for 15 minutes. It was prepared the item 4 c-DNA tilling reaction and DNA marked with tail deoxyguanosine in Acc I site of the recombinant plasmid pMCE10DNA by carrying out the same post-treatment as described.
【0040】一方、プラスミド pUC19DNAのPstI
サイ6にデオキシグアノシンのテイルが付いたDNAの
調製も同時に行なった。プラスミド pUC19DNA (宝
酒造社製)30μg を、 350μL のTE緩衝液に溶解し
たものに、40μL のMed緩衝液及び制限酵素PstI
(宝酒造社製)120ユニットを夫々添加し、37℃で1時間
切断処理したのち、常法によりフェノールによる除蛋白
処理及びエタノール沈澱処理によりDNAを回収した。On the other hand, PstI of plasmid pUC19 DNA
DNA having a tail of deoxyguanosine attached to Rhino 6 was also prepared. 30 μg of plasmid pUC19DNA (Takara Shuzo) was dissolved in 350 μL of TE buffer, and 40 μL of Med buffer and restriction enzyme Pst I
After adding 120 units (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) and cutting at 37 ° C. for 1 hour, DNA was recovered by protein removal treatment with phenol and ethanol precipitation by a conventional method.
【0041】得られたDNAを、35μL のTE緩衝液
に溶解したものに、50μL の混液〔280mM カコジル酸
ナトリウム(pH 6.8) /60mMトリス−塩酸緩衝液(pH6.
8)/1mM塩化コバルト〕、19μL の項目4記載のティ
リング混液(dGTP含有) 並びに60ユニットのターミナ
ルトランスフェラーゼ(宝酒造社製) を夫々添加し、37
℃で10分間反応させたのち、常法によりフェノール処理
及びエタノール沈澱を行なうことによりDNAを回収し
た。 7.アニーリング及び形質転換 合成したc−DNA15ng及び上記の方法で得た二種のベ
クターDNA 200ngを、35μL のアニール緩衝液〔10
mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)/100 mM NaCl/1mME
DTA〕に溶解し、65℃で2分間、46℃で2時間、37℃
で1時間及び20℃で18時間放置する操作によりc−DN
AとベクターDNAをアニールした。The obtained DNA was dissolved in 35 μL of TE buffer, and 50 μL of a mixed solution [280 mM sodium cacodylate (pH 6.8) / 60 mM Tris-HCl buffer (pH 6.
8) / 1 mM cobalt chloride], 19 μL of the tilling mixture described in item 4 (containing dGTP) and 60 units of terminal transferase (Takara Shuzo Co., Ltd.).
After reacting at 10 ° C. for 10 minutes, DNA was recovered by phenol treatment and ethanol precipitation by a conventional method. 7. Annealing and Transformation 15 ng of the synthesized c-DNA and 200 ng of the two types of vector DNA obtained by the above method were added to 35 μL of an annealing buffer [10.
mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) / 100 mM NaCl / 1 mM E
DTA], 2 hours at 65 ° C, 2 hours at 46 ° C, 37 ° C
And 1 hour at 20 ° C for 18 hours.
A and the vector DNA were annealed.
【0042】アニールしたDNAを用いて、ハナハン(H
ana-han)の方法〔デイ−エヌエイクローニング(DNA
Cloning) 、第1巻、第109〜135頁(1985)〕により大腸
菌DH1株(ATCC 33849)を形質転換し、プラスミド pU
C19DNA及び組み換え体プラスミド pMCE10DNA
をベクターとしたc−DNAバンクを夫々作製した。 8.ルシフェラーゼc−DNAの検索 組み換え体プラスミド pMCE10DNAのAccI部位
は、大腸菌β−ガラクトシダーゼ遺伝子をコードする部
位にあるので、この部位に組み込まれたc−DNAはβ
−ガラクトシダーゼとの融合蛋白質を作った。また組み
換え体プラスミドpMCE10のβ−ガラクトシダーゼ遺
伝子のプロモーターは前述した様に大腸菌トリプトファ
ン遺伝子のプロモーターに変換してある。Using the annealed DNA, Hanahan (H
ana-han) method [DNA cloning (DNA
Cloning), Vol. 1, pp. 109-135 (1985)] to transform E. coli DH1 strain (ATCC 33849) into plasmid pU.
C19 DNA and recombinant plasmid pMCE10 DNA
Was used as a vector to prepare c-DNA banks. 8. Acc I site of the search recombinant plasmid pMCE10DNA luciferase c-DNA, since in region encoding E. coli β- galactosidase gene, c-DNA which is incorporated into this site β
-A fusion protein with galactosidase was made. The promoter of the β-galactosidase gene of the recombinant plasmid pMCE10 has been converted to the E. coli tryptophan gene promoter as described above.
【0043】組み換え体プラスミド pMCE10DNAを
ベクターとするc−DNAバンクのコロニー96個をM9
カザミノ酸培地〔「モレキュラー・クローニング」(Mol
ecular Cloning) 、第440〜441 頁、「コールド・スプリ
ング・ハーバー・ラボラトリー」(Cold Spring Harbor La
boratory)(1982) 〕にチアミン (10μg/ml) を加えた培
地中、37℃で10時間振盪培養し、常法により集菌したの
ち、前記項目2記載のSDS−PAGE用サンプル緩衝
液 200μL に懸濁し、100℃で5分間煮沸した。96 colonies of the c-DNA bank using the recombinant plasmid pMCE10 DNA as a vector
Casamino acid medium [Molecular Cloning (Mol
ecular Cloning), pp. 440-441, Cold Spring Harbor Labo.
boratory) (1982)] in a medium supplemented with thiamine (10 μg / ml) at 37 ° C. with shaking for 10 hours, collecting cells by a conventional method, and adding 200 μL of the sample buffer for SDS-PAGE described in item 2 above. Suspended and boiled at 100 ° C for 5 minutes.
【0044】この懸濁液40μL を、7.5%(W/V) ポリ
アクリルアミドゲルを用いて、常法により電気泳動を行
なった。泳動終了後、ゲルに展開した蛋白質を、ウエス
タンブロット法〔「アナル・バイオケム」(Anal.Bioch
m.)、第112 巻、第195 頁(1981)〕によりニトロセルロ
ースのフィルターに転写し、このニトロセルロースフィ
ルターをイミューンブロットアッセイキット (バイオラ
ッド社製) を用いて抗ルシフェラーゼ血清で染色した。
この方法は、バイオラッド社の操作法に従った。40 μL of the suspension was subjected to electrophoresis using a 7.5% (W / V) polyacrylamide gel by a conventional method. After the electrophoresis, the protein developed on the gel was analyzed by Western blotting (“Anal Biochem” (Anal.
m.), Vol. 112, p. 195 (1981)], and the nitrocellulose filter was stained with anti-luciferase serum using an Immun blot assay kit (manufactured by Bio-Rad).
The method followed the Bio-Rad operating procedure.
【0045】即ちニトロセルロースのフィルターを、ブ
ロッキング溶液[TBS緩衝液〔20mMトリス−塩酸緩衝
液/500mM NaCl(pH7.5)〕に3%(W/V) のゼラチンを溶
かした溶液] 100ml中、25℃で、30分間振盪した。次
に、このニトロセルロースフィルターを25mlの一次抗体
溶液〔ルシフェラーゼ抗血清を1%(W/V) のゼラチンを
TBS緩衝液に溶かした溶液で25倍(V/V) に希釈した溶
液〕に移し、25℃で90分間振盪した。これを 100mlのツ
ィーン(Tween) −20洗液〔TBS緩衝液に0.05%(W/V)
のツィーン(Tween) −20を溶かした溶液〕中に移し、25
℃で10分間振盪する操作を2回行なった。次いで、この
ようにして得たニトロセルロースフィルターを60mlの二
次抗体溶液〔西洋ワサビペルオキシダーゼで標識した抗
ウサギ抗体(バイオラッド社製) を1%(W/V) のゼラチ
ンをTBS緩衝液に溶かした溶液で3000倍(V/V) に希釈
した溶液〕中に移し、25℃で60分間振盪したのち、 100
mlのツィーン(Tween) −20洗液でニトロセルロースフィ
ルターを洗う上記操作を2回繰り返した。このようにし
て得たニトロセルロースフィルターを、 120mlの発色液
〔60mgの4−クロロ−1−ナフトールを20mlの冷メタノ
ールに溶解した溶液及び60μL の30%(V/V) 過酸化水
素水を 100mlのTBS緩衝液に添加した溶液を混合した
溶液〕中に移し、25℃で10分間発色させた。That is, a filter of nitrocellulose was added to 100 ml of a blocking solution [solution of 3% (W / V) gelatin dissolved in TBS buffer [20 mM Tris-HCl buffer / 500 mM NaCl (pH 7.5)]]. Shake at 25 ° C. for 30 minutes. Next, the nitrocellulose filter was transferred to 25 ml of a primary antibody solution [a solution of luciferase antiserum diluted 25-fold (V / V) with a solution of 1% (W / V) gelatin in TBS buffer]. Was shaken at 25 ° C. for 90 minutes. This was added to a 100 ml Tween-20 washing solution (0.05% (W / V) in TBS buffer).
Tween-20 solution).
Shaking at 10 ° C. for 10 minutes was performed twice. Next, the nitrocellulose filter thus obtained was dissolved in 60 ml of a secondary antibody solution [an anti-rabbit antibody labeled with horseradish peroxidase (manufactured by Bio-Rad), 1% (W / V) gelatin in a TBS buffer solution. Solution diluted 3000-fold (V / V) with the solution), and shaken at 25 ° C for 60 minutes.
The above procedure of washing the nitrocellulose filter with 2 ml of Tween-20 washing solution was repeated twice. The nitrocellulose filter thus obtained was mixed with 120 ml of a coloring solution [a solution of 60 mg of 4-chloro-1-naphthol in 20 ml of cold methanol and 60 μl of 30% (V / V) aqueous hydrogen peroxide in 100 ml. And a solution obtained by mixing a solution added to a TBS buffer solution of No. 1), and the color was developed at 25 ° C. for 10 minutes.
【0046】この様にして96個のコロニーを1グループ
としたものの4グループについて、同様の方法を行なっ
たところ、2つのグループでルシフェラーゼ抗血清で染
まる蛋白質バンドが認められた。次に、この2つのグル
ープに属する96個のコロニーを12個のコロニーずつ8グ
ループに分け同様の操作を行なったところ夫々1グルー
プに抗ルシフェラーゼ血清と反応する蛋白質が認められ
た。最後に、このグループに含まれる12個のコロニー
を、1個のコロニーずつ同様の操作を行ないルシフェラ
ーゼ抗血清と反応する蛋白質を作るコロニーを同定し
た。以上の操作によりルシフェラーゼc−DNAをもつ
2個のコロニーが得られた。この2個のコロニーより前
記項目5記載の方法でプラスミドDNAを調製した。得
られた組み換え体プラスミドDNAは、pALf 2B8
及びpALf 3A6と夫々命名した。 9.大きなルシフェラーゼc−DNAの検索−DNAの
プローブの作製 組み換え体プラスミド pALf3A6DNA100 μgを、
330μL のTE緩衝液に溶解し、これに40μL のLow
緩衝液〔100mM トリス−塩酸緩衝液(pH7.5)/100mM M
gCl2 /10mMジチオスレイトール〕、130ユニットの Pst
I(宝酒造社製)及び120ユニットのSacI (ベーリンガー
マンハイム社製) を添加し、37℃で1.5時間切断した。When 96 colonies were grouped into one group and four groups were subjected to the same method, protein bands stained with luciferase antiserum were observed in two groups. Next, 96 colonies belonging to these two groups were divided into 8 groups of 12 colonies, and the same operation was performed. As a result, a protein reacting with the anti-luciferase serum was found in each of the groups. Finally, 12 colonies contained in this group were subjected to the same operation one by one to identify colonies producing a protein which reacts with luciferase antiserum. By the above operation, two colonies having luciferase c-DNA were obtained. Plasmid DNA was prepared from these two colonies by the method described in item 5 above. The resulting recombinant plasmid DNA was pALf2B8
And pALf 3A6, respectively. 9. Search for large luciferase c-DNA-Preparation of DNA probe 100 μg of recombinant plasmid pALf3A6 DNA was
Dissolve in 330 μL of TE buffer, add 40 μL of Low
Buffer [100 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) / 100 mM M
GCL 2/10 mM dithiothreitol], 130 units Pst of
I (Takara Shuzo) and 120 units of Sac I (Boehringer Mannheim) were added and cut at 37 ° C. for 1.5 hours.
【0047】このDNA全量を0.7%(W/V) アガロース
ゲルを用いた電気泳動により分離した。アガロースゲル
電気泳動はティー・マニアテス(T.Maniatis)等の方法
〔「モレキュラー・クローニング」(Molecular Cloning)
、第156〜161頁、「コールド・スプリング・ハーバー・
ラボラトリー」(Cold Spring Habor Laboratory)(198
4)〕に従って行なった。ルシフェラーゼc−DNAを含
むDNAバンドを切り出し、透析チューブに入れ、2ml
のTE緩衝液を加えたのち、透析チューブをシールし、
電気泳動により、ゲル中より緩衝液中にDNAを溶出し
た。この溶液に等容量の水飽和フェノールを加え、攪拌
したのち、水層を回収し、常法に従いエタノール沈澱に
よりDNAを回収した。The total amount of the DNA was separated by electrophoresis using a 0.7% (W / V) agarose gel. Agarose gel electrophoresis can be performed by a method such as T. Maniatis (“Molecular Cloning”).
156-161, "Cold Spring Harbor
Laboratory '' (Cold Spring Habor Laboratory) (198
4)]. A DNA band containing luciferase c-DNA was cut out, placed in a dialysis tube, and placed in 2 ml.
After adding TE buffer solution, seal the dialysis tube,
DNA was eluted from the gel into the buffer by electrophoresis. An equal volume of water-saturated phenol was added to this solution, and the mixture was stirred. After that, the aqueous layer was recovered, and DNA was recovered by ethanol precipitation according to a conventional method.
【0048】得られたDNAフラグメント10μgを、126
μLのTE緩衝液に溶かし、Med緩衝液16μl及びSau
3AI (宝酒造社製)64 ユニットを加え、37℃で2時間
反応させたのち、その全量を5%(W/V) ポリアクリルア
ミドゲルを用いた電気泳動にかけて、DNA断片の分離
を行なった。ポリアクリルアミドゲル電気泳動は、エイ
・マクサム(A.Maxam)の方法〔「メソズ・イン・エンザイモ
ロジー」(Methodsin Enzymology)、第65巻、第506 頁(1
980)〕に従って行なった。190bp のDNAフラグメント
を前述と同様の方法で単離し、1μg のSau3AIルシ
フェラーゼc−DNAフラグメントが得られた。10 μg of the obtained DNA fragment was
Dissolve in μL of TE buffer, add 16 μl of Med buffer and Sau
After adding 64 units of 3AI (manufactured by Takara Shuzo) and reacting at 37 ° C. for 2 hours, the total amount was subjected to electrophoresis using a 5% (W / V) polyacrylamide gel to separate DNA fragments. Polyacrylamide gel electrophoresis was performed according to the method of A. Maxam (Methods in Enzymology, Vol. 65, p. 506 (1
980)]. The 190 bp DNA fragment was isolated in the same manner as described above to obtain 1 μg of the Sau 3AI luciferase c-DNA fragment.
【0049】この1μg のルシフェラーゼc−DNA
を、〔α−32P〕 dCTP (アマシャム社製) を用いて
ニックトランスレーション法により標識した。ニックト
ランスレーションは宝酒造社製のキットを用い、宝酒造
社の指示する〔「ジェイ・モル・バイオル」(J.Mol.Bio
l.) 、第113 巻、第237〜251 頁 (1977) 〕及び〔「モ
レキュラー・クローニング」(Molecular Cloning) 、第
109 〜112 頁、「コールド・スプリング・ハーバー・ラ
ボラトリー」(Cold Spring Habor Laboratory)(1982)〕
記載の方法に従って行なった。 10. 大きなルシフェラーゼc−DNAの検索−コロニー
ハイブリダイゼーション 前述の方法で調製した32Pで標識したルシフェラーゼc
−DNA断片を、プローブとして用い、組み換え体プラ
スミド pUC19DNAをベクターとするフォティナス・
ピラリス尾部c−DNAバンクを、コロニーハイブリダ
イゼーション法(「蛋白質・核酸・酵素」、第26巻、第5
75〜579頁(1981))で検索し、ルシフェラーゼc−DN
Aを有するコロニーを得た。そのうちの1個のコロニー
の有する組み換え体プラスミドDNAを pALf 3と命
名し、前記項目5記載の方法でプラスミドDNAを調製
した。該組み換え体プラスミドDNAを含有する大腸菌
を大腸菌DH1(pALf 3)と命名した。なお、該形質転
換大腸菌はATCC67462として寄託されている。1 μg of luciferase c-DNA
Was labeled by the nick translation method using [α- 32 P] dCTP (manufactured by Amersham). Nick translation uses a kit manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd. and instructs by Takara Shuzo Co., Ltd. (“J.Mol.Biol” (J. Mol. Bio
l.), 113, 237-251 (1977)) and [Molecular Cloning, Vol.
109-112, `` Cold Spring Habor Laboratory '' (1982))
This was performed according to the method described. 10. Search for large luciferase c-DNA-colony hybridization 32 P-labeled luciferase c prepared by the method described above.
Using a DNA fragment as a probe and a recombinant plasmid pUC19 DNA as a vector;
The Pilaris tail c-DNA bank was used for colony hybridization ("Protein / Nucleic Acid / Enzyme", Vol. 26, No. 5).
75-579 (1981)) and luciferase c-DN
A colony having A was obtained. The recombinant plasmid DNA contained in one of the colonies was named pALf3, and the plasmid DNA was prepared by the method described in item 5 above. Escherichia coli containing the recombinant plasmid DNA was designated as Escherichia coli DH1 (pALf3). The transformed E. coli has been deposited as ATCC 67462.
【0050】そして、上記組み換え体プラスミドpALf
3DNAを、XbaI、HindIII、BamHI、EcoRI及び
PstI (いずれも宝酒造社製) を用いて、単一消化及び
2重消化した。得られたDNA断片をアガロースゲル電
気泳動法により移動度パターン分析し、得られた移動度
パターンとλDNA (宝酒造社製) をHind III により
消化して得られたDNA断片の標準移動度パターンとを
対比した。この結果、得られた分子量は 1,700bpであっ
た。そして、上記プラスミドの制限酵素地図は、図1に
示すとおりであった。 11. ルシオラ・クルシアタ(Luciola cruciata)のm
−RNAの調製 生きたルシオラ・クルシアタ (ゲンジボタル・株式会社
・西武百貨店より購入) 10gを超低温冷凍庫に入れ、凍
結し、はさみを用いて尾部を切り離し、得られた尾部2
gに、18mlのグアニジンイソチオシアネート溶液を添加
し、前記項目1記載の方法に従って1.1mgのRNAを調
製した。このRNA1.1mgを前記項目1記載の方法に従
ってオリゴ(dT) −セルロースのカラムクロマトグラフ
ィーを行ない30μg のルシオラ・クルシアタ尾部m−R
NAを調製した。 12. ルシオラ・クルシアタ尾部c−DNAバンクの作製 c−DNAの合成はアマシャム社より購入したキットを
用い、アマシャム社の指示する「モル・セル・バイオ
ル」(Mol.Cell Biol.)、第2巻、第161 頁(1982)及び
「ジーン」(Gene)、第25巻、第263頁(1983)記載の方法
に従って合成した。Then, the recombinant plasmid pALf
The 3DNA, Xba I, Hind III, Bam HI, Eco RI and
Single digestion and double digestion were performed using Pst I (both from Takara Shuzo). The obtained DNA fragment was subjected to mobility pattern analysis by agarose gel electrophoresis, and the obtained mobility pattern was compared with the standard mobility pattern of a DNA fragment obtained by digesting λ DNA (Takara Shuzo) with Hind III. Contrasted. As a result, the obtained molecular weight was 1,700 bp. The restriction map of the plasmid was as shown in FIG. 11. Luciola cruciata
-Preparation of RNA Live Luciola Cruciata (purchased from Genjibotaru Co., Ltd., Seibu Department Store) Place 10 g in an ultra-low temperature freezer, freeze, cut off the tail using scissors, and obtain the obtained tail 2
To 18 g, 18 ml of a guanidine isothiocyanate solution was added, and 1.1 mg of RNA was prepared according to the method described in item 1 above. 1.1 mg of this RNA was subjected to oligo (dT) -cellulose column chromatography according to the method described in item 1 above, and 30 μg of Luciola crusata tail mR was obtained.
NA was prepared. 12. Preparation of Luciola crusata tail c-DNA bank For the synthesis of c-DNA, a kit purchased from Amersham was used, and "Mol. Cell Biol." 161 (1982) and "Gene", Vol. 25, p. 263 (1983).
【0051】2μg のルシオラ・クルシアタ尾部RNA
より0.9μg の二本鎖c−DNAが合成された。このc
−DNA0.3μg に前記項目4記載の方法を用いてポリ
デオキシシチジンのテイルを付加した。このc−DNA
20ngと前記項目6で調製したポリグアノシンのテイルを
そのPstI部位に付加した pUC19プラスミドDNA500
ng とを、前記項目7記載の方法でアニールし、得られ
るDNAで大腸菌DH1株 (ATCC 33849) をハナハン(H
anahan) の方法〔「ディエヌエイ・クローニング」(D
NA Cloning): 第1巻、第109〜135頁(1985)〕で形質
転換し、ルシオラ・クルシアタ尾部c−DNAバンクを
作製した。 13. ルシオラ・クルシアタ由来のルシフェラーゼc−D
NAの検索 前記項目10で得られた組み換え体プラスミド pALf 3
DNA10μg を、TE緩衝液90μL に溶解し、Med緩
衝液10μL 、制限酵素EcoRI25ユニット及び制限酵
素のClaI (いずれも宝酒造社製) 25ユニットを添加
し、37℃で2時間反応を行ないDNAを切断した。切断
した組み換え体プラスミド pALf 3DNAよりフォテ
ナス・ピラリス (アメリカホタル) 由来のルシフェラー
ゼc−DNA部分を含む 800bpのEcoRI/ClaIDNA
フラグメントを、前記項目9記載のアガロースゲル電気
泳動法を用いる方法に従って単離し、1μg のEcoRI
/ClaIDNAフラグメントを得た。このDNA1μg
を、〔α−32P〕dCTP三燐酸(アマシャム社製)を
用いて前記項目9記載のニックトランスレーション法に
より32Pで標識した。32Pで標識したEcoRI/ClaID
NAフラグメントをプローブとして、ルシオラ・クルシ
アタ尾部c−DNAバンクを項目10記載のコロニーハイ
ブリダイゼーション法で検索することによりルシオラ・
クルシアタ由来のルシフェラーゼc−DNAを有する大
腸菌を選択した。その結果、プローブとハイブリダイズ
する大腸菌コロニーを数個得た。この中の1コロニーの
有する組み換え体プラスミドDNAを pGLf 1と命名
し、前記項目5記載の方法に従い組み換え体プラスミド
DNAを単離した。該組み換え体プラスミドDNAを含
有する大腸菌を大腸菌DH1(pGLf 1) と命名した。
なお、該形質転換株はATCC67482 として寄託されて
いる。2 μg of Luciola cursiata tail RNA
0.9 μg of the double-stranded c-DNA was synthesized. This c
-A tail of polydeoxycytidine was added to 0.3 µg of DNA using the method described in item 4 above. This c-DNA
PUC19 plasmid DNA500 in which 20 ng and the tail of polyguanosine prepared in item 6 above were added to its PstI site.
ng was annealed by the method described in item 7 above, and Escherichia coli DH1 strain (ATCC 33849) was digested with Hanahan (H
anahan) method ["DNA Cloning" (D
NA Cloning): Vol. 1, pp. 109-135 (1985)] to create a Luciola cruciata tail c-DNA bank. 13. Luciferase c-D from Luciola curciata
Search for NA Recombinant plasmid pALf 3 obtained in item 10 above
10 μg of DNA is dissolved in 90 μL of TE buffer, 10 μL of Med buffer, 25 units of restriction enzyme Eco RI and 25 units of restriction enzyme Cla I (both from Takara Shuzo Co., Ltd.) are added, and the reaction is carried out at 37 ° C. for 2 hours. Cut. 800 bp EcoRI / ClaI DNA containing a luciferase c-DNA portion derived from Photinus pyralis (American firefly) from the cut recombinant plasmid pALf3 DNA
The fragment was isolated according to the method using agarose gel electrophoresis described in item 9 above, and 1 μg of Eco RI
/ Cla I DNA fragment was obtained. 1 μg of this DNA
Was labeled with 32 P by the nick translation method described in item 9 above using [α- 32 P] dCTP triphosphate (manufactured by Amersham). Eco RI / Cla ID labeled with 32 P
Using the NA fragment as a probe, the Luciola crusata caudal c-DNA bank was searched for by the colony hybridization method described in item 10, and
Escherichia coli having luciferase c-DNA from C. cruciata was selected. As a result, several E. coli colonies that hybridized with the probe were obtained. The recombinant plasmid DNA contained in one of the colonies was designated as pGLf1, and the recombinant plasmid DNA was isolated according to the method described in item 5 above. Escherichia coli containing the recombinant plasmid DNA was designated as Escherichia coli DH1 (pGLf1).
The transformant has been deposited as ATCC 67482.
【0052】組み換え体プラスミドpGLf1DNAをH
paI,HindIII, EcoRV, DraI,AflII, HincII,
PstI (いずれも宝酒造社製) 及SspI (ニューイング
ランドバイオラボ社製) を用い、単一消化及び二重消化
した。得られたDNA断片をアガロースゲル電気泳動法
により移動度パターン分析し、得られた移動度パターン
とλファージDNA(宝酒造社製) をHindIIIにより消化
して 得られたDNA断片の標準移動度パターンとを対
比した。その結果、得られた分子量は、 2,000bpであっ
た。そして、上記プラスミドの制限酵素地図は図2に示
す通りである。 14. ルシオラ・クルシアタ由来のルシフェラーゼc−D
NAの塩基配列の解析 組み換え体プラスミド pGLf 1DNA10μg を制限酵
素PstI (宝酒造社製)で切断し、ルシフェラーゼc−D
NAを含む2.0Kb DNA断片を2.5μgを得た。この
DNA断片を、プラスミドpUC119DNA (宝酒造社
製) のPstI部位にクローニングし、得られたプラスミ
ドDNAはc−DNAの挿入方向の違いにより夫々 pG
Lf 2及び pGLf 3と命名した。組み換え体プラスミ
ド pGLf 1DNA及びプラスミド pUC119 DNAの
PstIによる切断処理(前記項目6記載の方法)、ルシフ
ェラーゼc−DNA断片のアガロースゲル電気泳動法を
用いた単離 (前記項目9記載の方法) 、プラスミド pU
C119 DNA及びルシフェラーゼc−DNA断片の連結
反応 (前記項目5記載の方法)、連結反応液を用いた大
腸菌JM101 株(ATCC 33876) の形質転換 (前記項目5
記載の方法) 、並びに組み換え体プラスミド pGLf 2
及び pGLf 3DNAの調製 (前記項目5記載の方法)
は、それぞれ前述の方法に従った。[0052] The recombinant plasmid pGLf1DNA H
pa I, Hind III, Eco RV, Dra I, Afl II, Hinc II,
Single digestion and double digestion were performed using Pst I (both from Takara Shuzo) and Ssp I (from New England Biolab). The obtained DNA fragment was subjected to mobility pattern analysis by agarose gel electrophoresis, and the obtained mobility pattern and the standard mobility pattern of the DNA fragment obtained by digesting λ phage DNA (Takara Shuzo) with Hind III were used. And contrasted. As a result, the obtained molecular weight was 2,000 bp. The restriction map of the above plasmid is as shown in FIG. 14. Luciferase c-D from Luciola crusata
It was cleaved with the restriction analysis of recombinant plasmid pGLf 1DNA10μg the NA of nucleotide sequences enzyme Pst I (manufactured by Takara Shuzo), luciferase c-D
2.5 μg of a 2.0 Kb DNA fragment containing NA was obtained. This DNA fragment was cloned into the Pst I site of plasmid PUC119DNA (Takara Shuzo Co., Ltd.), s each plasmid DNA obtained by the difference in the insertion direction of the c-DNA pG
They were named Lf2 and pGLf3. For the recombinant plasmid pGLf1 DNA and plasmid pUC119 DNA
Cleavage treatment with Pst I (the method described in item 6 above), isolation of luciferase c-DNA fragment using agarose gel electrophoresis (method described in item 9), plasmid pU
Ligation reaction of C119 DNA and luciferase c-DNA fragment (the method described in the above item 5), transformation of Escherichia coli JM101 strain (ATCC 33876) using the ligation reaction solution (the above item 5)
Described method), and the recombinant plasmid pGLf 2
And preparation of pGLf3 DNA (Method described in item 5 above)
Respectively followed the method described above.
【0053】次いで、組み換え体プラスミド pGLf 2
及び pGLf 3DNAを用いてキロシークエンス用欠失
キット (宝酒造社製) により、ヘニコフ(Henikoff)の方
法〔「ジーン」(Gene)、第28巻、第351 〜359 (1984)〕
に従いルシフェラーゼc−DNAに種々の欠失が導入さ
れたプラスミドDNAを作製した。これらプラスミドD
NAを前記項目5記載の方法で大腸菌JM 101株 (ATCC 3
3876) に導入した。このようにして得られた大腸菌にペ
ルパーファージM13KO7 (宝酒造社製) を感染させ、
メッシング (Messing)の方法〔「メソズ・イン・エンザ
イモロジー」(Methods in Enzymology) 、第101巻、第2
0〜78頁 (1983) 〕に従って1本鎖DNAを調製した。
得られた1本鎖DNAによるシークエンシングは、M13
シークエンシングキット (宝酒造社製) を用いて上記メ
ッシング(Messing) の方法に従い行なった。塩基配列の
解析のためのゲル電気泳動は8%(W/V) ポリアクリルア
ミドゲル (富士写真フィルム社製) を用いて行なった。Next, the recombinant plasmid pGLf 2
And pGLf3 DNA and a kit for kilosequencing (Takara Shuzo) using the method of Henikoff [“Gene” (Gene), Vol. 28, No. 351-359 (1984)]
Thus, a plasmid DNA in which various deletions were introduced into luciferase c-DNA was prepared. These plasmids D
The NA was determined by the method described in the above item 5 in E. coli JM101 strain (ATCC 3
3876). The thus obtained E. coli was infected with perperphage M13KO7 (Takara Shuzo),
Methods of Messing (Methods in Enzymology, Vol. 101, No. 2
0-78 (1983)] to prepare single-stranded DNA.
Sequencing with the resulting single-stranded DNA was performed using M13
Using a sequencing kit (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.), the method was performed according to the above-mentioned method of Messing. Gel electrophoresis for base sequence analysis was performed using 8% (W / V) polyacrylamide gel (Fuji Photo Film Co., Ltd.).
【0054】得られたルシオラ・クルシアタ由来のルシ
フェラーゼc−DNAのみの全塩基配列を配列番号1
に、また、当該c−DNAから翻訳されるポリペプチド
のアミノ酸配列を配列番号2に夫々示した。 15. 組み換え体プラスミド pGLf 37DNAの構築 先ず、N末端より9個のアミノ酸をコードする塩基配列
を欠失し、ルシオラ・クルシアタ由来のルシフェラーゼ
遺伝子及びベクターDNAを含有するDNA断片の調製
について述べる。組み換え体プラスミド pGLf 1DN
A1μg を、水90μLに溶解したものに、Med緩衝液
10μL及びPstI (宝酒造社製) 20ユニットを添加し、
37℃で2時間消化する。得られた消化物に、等量の水飽
和フェノールを添加し、常法による除蛋白処理及びエタ
ノール沈澱処理を行った。得られた沈殿物を前記項目5
に記載の方法にて、ライゲーションし、次いで大腸菌J
M101(ATCC33876)へ形質転換を行った。The entire base sequence of only the obtained luciferase c-DNA derived from Luciola curciata was set forth in SEQ ID NO: 1.
And the amino acid sequence of the polypeptide translated from the c-DNA is shown in SEQ ID NO: 2, respectively. 15. Construction of Recombinant Plasmid pGLf37 DNA First, the preparation of a DNA fragment containing a luciferase gene derived from Luciola curciata and a vector DNA, in which the base sequence encoding 9 amino acids has been deleted from the N-terminus, will be described. Recombinant plasmid pGLf 1DN
A1 μg in 90 μL of water was added to Med buffer solution.
Add 10 μL and 20 units of Pst I (Takara Shuzo),
Digest at 37 ° C for 2 hours. An equal amount of water-saturated phenol was added to the obtained digest, and protein removal treatment and ethanol precipitation treatment were performed by a conventional method. The obtained precipitate was subjected to item 5 above.
Ligation, and then E. coli J
Transformation was performed on M101 (ATCC 33876).
【0055】得られた形質転換体から前記項目5に記載
の方法によりDNAを単離した。これをSspI、EcoR
V及びPstIの制限酵素で単一又は二重消化して、もと
の組み換え体プラスミド pGLf 1に対してc−DNA
の向きが逆向きになっている組み換え体プラスミドを選
択し、 pGLf 10と命名した。組み換え体プラスミド p
GLf 10DNA10μg を、水90μLに溶解したものに、
Med緩衝液10μL及びSspI (ニューイングランドバイ
オラボ社製) 10ユニットを添加し、37℃で30分処理し、
部分分解物を得た。この部分分解物より前記項目9記載
の方法により、N末端より9個のアミノ酸をコードする
塩基配列を欠失したルシフェラーゼ遺伝子及びベクター
DNAの大部分を含有する4.0Kb のDNA断片2μg
を単離した。DNA was isolated from the obtained transformant by the method described in item 5 above. This is called Ssp I, Eco R
Single or double digestion with the restriction enzymes V and Pst I to obtain the c-DNA against the original recombinant plasmid pGLf1.
A recombinant plasmid having the reverse orientation was selected and named pGLf10. Recombinant plasmid p
GLf10 DNA (10 μg) dissolved in water (90 μL)
10 μL of Med buffer and 10 units of Ssp I (New England Biolab) were added, and treated at 37 ° C. for 30 minutes.
A partially decomposed product was obtained. According to the method described in item 9 above, 2 μg of a 4.0 Kb DNA fragment containing the luciferase gene and most of the vector DNA from which the base sequence encoding 9 amino acids was deleted from the N-terminal from the partially digested product
Was isolated.
【0056】次に、このDNA断片1μg を水95μLに
溶解したものに、1Mトリス塩酸緩衝液(pH8.0) 5μ
L及びアルカリフォスファターゼ (宝酒造社製) 0.3ユ
ニット (1μL) を添加し、65℃で1時間処理し、常法
による除蛋白処理及びエタノール沈澱処理したのち、両
端を脱リン酸した4.0Kb のDNA断片を1μg 得た。Next, 1 μg of this DNA fragment was dissolved in 95 μL of water, and 5 μL of 1 M Tris-HCl buffer (pH 8.0) was added.
L and alkaline phosphatase (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) were added in an amount of 0.3 unit (1 μL), treated at 65 ° C. for 1 hour, deproteinized and precipitated with ethanol by a conventional method, and then 4.0 Kb dephosphorylated at both ends. Was obtained in an amount of 1 μg.
【0057】次に、大腸菌由来のトリプ(trp) プロモー
ターを含有するDNA断片の調製法について述べる。ト
リププロモーターを含有するプラスミド pKN206 DN
A〔「アグリク・バイオル・ケム」(Agric.Biol.Che
m.)、第50巻、第271 〜279 頁) (1986年) 記載のも
の〕10μg を、水90μLに溶解し、Med緩衝液10μL及
びClaI (宝酒造社製) 20ユニットを添加し、37℃で2
時間処理し、完全分解物を得た。これに前述のSspI10
ユニットを添加し、温度37℃で30分間処理し、SspIに
よる部分分解物を得た。これを常法による除蛋白処理及
びエタノール沈澱処理したのち、得られた沈澱を100μ
LのTE緩衝液に溶解し、前記項目9記載の方法によ
り、トリププロモーターの大部分を含有する500bのDN
A断片を単離した。Next, a method for preparing a DNA fragment containing a trip (trp) promoter derived from Escherichia coli will be described. Plasmid pKN206 DN containing tryp promoter
A [Agric. Biol.Chem]
m.), Vol. 50, pp. 271 to 279) (1986)], dissolve 10 μg in 90 μL of water, and add 10 μL of Med buffer and 20 units of Cla I (Takara Shuzo). At 37 ° C for 2 hours.
After a time treatment, a completely degraded product was obtained. In addition to the above Ssp I10
The unit was added and treated at a temperature of 37 ° C. for 30 minutes to obtain a partially decomposed product by SspI . After subjecting this to protein removal treatment and ethanol precipitation treatment in the usual manner, the obtained precipitate was
L of TE buffer and 500b of DN containing most of the tryp promoter by the method described in item 9 above.
The A fragment was isolated.
【0058】次に合成DNAの調製について述べる。上
記4.0Kb のDNA断片に含まれるルシフェラーゼ遺伝
子は、塩基配列より推定したところN末端より9個のア
ミノ酸をコードする塩基配列を欠失している。また、上
記500bのDNA断片に含まれるトリププロモーターは、
SDとATG間の塩基配列の一部を欠失している。そこ
で、ルシフェラーゼのN末端より9個のアミノ酸をコー
ドする塩基配列及びトリププロモーターのSD−ATG
間の塩基配列を補うために、以下の2種の合成DNA
(配列番号3及び配列番号4)をベッグマン社製のシス
テム1プラスDNA合成機を用いて合成した。Next, preparation of a synthetic DNA will be described. The luciferase gene contained in the 4.0 Kb DNA fragment lacks a nucleotide sequence encoding 9 amino acids from the N-terminal as estimated from the nucleotide sequence. The trip promoter contained in the 500b DNA fragment is
A part of the nucleotide sequence between SD and ATG is deleted. Therefore, the base sequence encoding the 9 amino acids from the N-terminal of luciferase and the SD-ATG
The following two types of synthetic DNAs are used to complement the base sequence between
(SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4) were synthesized using a System 1 plus DNA synthesizer manufactured by Begman.
【0059】これらの2種の合成DNAをデュポン社製
のネンソルブ・プレプ(NENSORB PREP)を用いることによ
り、20μg の精製された合成DNAを夫々得た。これら
2種の合成DNA1μg を夫々水45μLに溶解し、X10
カイネーション緩衝液〔0.5Mトリス塩酸緩衝液(pH7.
6)/0.1M MgCl250mMジチオスレイトール/10mMAT
P〕5μLを添加し、更に、T4ポリヌクレオチドカイ
ネース (宝酒造社製) 10ユニット (1μL) を添加した
のち温度37℃で1時間処理した。これを常法による除蛋
白処理及びエタノール沈澱処理を行い、5'末端をリン酸
化した合成DNAをそれぞれ1μg ずつ得た。Using these two types of synthetic DNAs, NENSORB PREP manufactured by DuPont was used to obtain 20 μg of the purified synthetic DNAs. 1 μg of each of these two types of synthetic DNA was dissolved in 45 μL of water, and X10
Kaination buffer [0.5M Tris-HCl buffer (pH 7.
6) /0.1M MgCl 2 50mM dithiothreitol / 10mMAT
P] was added, and 10 units (1 μL) of T4 polynucleotide kinase (manufactured by Takara Shuzo) was added, followed by treatment at 37 ° C. for 1 hour. This was subjected to a protein removal treatment and an ethanol precipitation treatment in the usual manner to obtain 1 μg of each of the 5′-terminal phosphorylated synthetic DNAs.
【0060】次に、ライゲーション反応により目的のプ
ラスミドDNAの取得を行った。上記の脱リン酸化した
N末端より9個のアミノ酸をコードする塩基配列を欠失
したルシフェラーゼ遺伝子、ベクターDNAを含む4.0
Kb のDNA断片1μg、上記のトリププロモーターを
含む 500bのDNA断片1μg 及び上記2種のリン酸化
した合成DNA0.1μg を夫々8μLの水に溶解した。
これにX10ライゲーション緩衝液〔200mM MgCl2/660mM
トリス塩酸緩衝液(pH7.6)/10mMATP/150mM ジチオ
スレイトール〕1μLの及びT4DNAライゲース (宝
酒造社製)1ユニット (1μL) を添加し、温度16℃に
て16時間反応を行った。得られた反応液を用いて前記項
目5に記載の方法にて大腸菌JM101(ATCC33876)へ
形質転換を行い、得られた形質転換体より、前記項目5
に記載の方法にてプラスミドDNAを単離し、SspI、
EcoRV及びPstIの制限酵素で単一又は二重消化し
た。これを、0.7%アガロースゲル電気泳動にて展開
し、トリププロモーターによりルシフェラーゼ遺伝子を
完全にコードするルシフェラーゼ遺伝子を発現するプラ
スミドを得、該組み換え体プラスミドを、 pGLf 37と
命名した。また、該プラスミドを含有する大腸菌は大腸
菌JM101 (pGLf 37)と命名した。 16. 組み換え体プラスミド pGLf 37DNAの変異 組み換え体プラスミド pGLf 37DNA30μg を、ヒド
ロキシルアミン溶液〔0.8M 塩酸ヒドロキシルアミン/
0.1M リン酸緩衝液(pH6.0)/1mM EDTA〕100μLに
溶解し、65℃で2時間変異処理したのち、常法によりエ
タノール沈澱を行い沈澱物を回収した。この沈澱物をT
E緩衝液〔10mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)/1mM ED
TA〕に溶解し、ハナハン(Hana-han) の方法〔ディー
エヌエイ・クローニング(DNA Cloning) 、第1巻、
第109〜135頁(1985)〕により、大腸菌JM 101株(ATCC 33
876)を形質転換し、LB-amp寒天培地〔バクトトリプト
ン1%(W/V), 酵母エキス0.5%(W/V), NaCl 0.5%(W/
V), アンピシリン(50μg/ml)及び1.4%(W/V)寒天〕に
接種し、37℃で培養した。12時間後、出現してきたコロ
ニーをLB-amp培地〔バクトトリプトン1%(W/V),酵母
エキス0.5%(W/V),NaCl 0.5%(W/V),及びアンピシリン
(50μg/ml)〕3ml中、37℃で18時間振盪培養を行っ
た。この培養液 0.5mlを10mlの上記LB-amp培地に接種
し、37℃で4時間振盪培養したのち、8000r.p.m で10分
間の遠心分離操作により湿潤菌体を夫々20mgずつ得た。Next, a target plasmid DNA was obtained by a ligation reaction. 4.0 including the luciferase gene and the vector DNA in which the nucleotide sequence encoding 9 amino acids has been deleted from the dephosphorylated N-terminal.
1 μg of the Kb DNA fragment, 1 μg of the 500b DNA fragment containing the above-mentioned tryp promoter, and 0.1 μg of the two kinds of phosphorylated synthetic DNA were dissolved in 8 μL of water.
X10 ligation buffer to [200 mM MgCl 2/660 mM
1 μL of Tris-HCl buffer (pH 7.6) / 10 mM ATP / 150 mM dithiothreitol] and 1 unit (1 μL) of T4 DNA ligase (Takara Shuzo) were added, and the reaction was carried out at a temperature of 16 ° C. for 16 hours. Escherichia coli JM101 (ATCC33876) was transformed by the method described in the above item 5 using the obtained reaction solution.
Plasmid DNA was isolated by the method described in, Ssp I,
Single or double digestion with Eco RV and Pst I restriction enzymes. This was developed by 0.7% agarose gel electrophoresis to obtain a plasmid expressing a luciferase gene that completely encodes the luciferase gene using a tryp promoter. The recombinant plasmid was named pGLf37. Escherichia coli containing the plasmid was named Escherichia coli JM101 (pGLf37). 16. Mutation of recombinant plasmid pGLf37 DNA 30 μg of the recombinant plasmid pGLf37 DNA was added to a hydroxylamine solution [0.8 M hydroxylamine hydrochloride /
After dissolving in 100 μL of 0.1 M phosphate buffer (pH 6.0) / 1 mM EDTA] and mutagenizing at 65 ° C. for 2 hours, the precipitate was recovered by ethanol precipitation by a conventional method. This precipitate is
E buffer [10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) / 1 mM ED
TA] and the method of Hana-han [DNA Cloning, Volume 1,
109-135 (1985)], E. coli JM101 strain (ATCC 33
876), and LB-amp agar medium [Bactotryptone 1% (W / V), yeast extract 0.5% (W / V), NaCl 0.5% (W / V)
V), ampicillin (50 μg / ml) and 1.4% (W / V) agar] and cultured at 37 ° C. After 12 hours, emerged colonies were cultured in LB-amp medium [Bactotryptone 1% (W / V), yeast extract 0.5% (W / V), NaCl 0.5% (W / V), and ampicillin.
(50 μg / ml)] In 3 ml, shaking culture was carried out at 37 ° C. for 18 hours. 0.5 ml of this culture was inoculated into 10 ml of the above LB-amp medium, and cultured with shaking at 37 ° C. for 4 hours, followed by centrifugation at 8,000 rpm for 10 minutes to obtain 20 mg of each wet cell.
【0061】回収した菌体を、0.1M KH2PO4 (pH7.8)、
2mMEDTA、1mMジテオスレイトール、及び 0.2mg/
mlプロタミン硫酸からなる緩衝液 0.9mlに懸濁し、更
に、これに、10mg/mlのリゾチーム溶液100μLを添加
し、氷中に15分間放置した。次に、この懸濁液を、メタ
ノール、ドライアイス浴中で凍結し、次いで温度25℃に
放置し、完全に解凍した。更に、12000r.p.m. で5分間
遠心分離操作を行うことにより、上清として粗酵素1ml
を得た。[0061] The recovered cells were placed in 0.1 M KH 2 PO 4 (pH 7.8),
2 mM EDTA, 1 mM diteositol, and 0.2 mg /
The suspension was suspended in 0.9 ml of a buffer solution containing protamine sulfate, and 100 μL of a 10 mg / ml lysozyme solution was added thereto, and the mixture was allowed to stand on ice for 15 minutes. The suspension was then frozen in a bath of methanol and dry ice, then left at a temperature of 25 ° C. to thaw completely. Further, by centrifuging at 12000 rpm for 5 minutes, 1 ml of the crude enzyme was obtained as a supernatant.
I got
【0062】このようにして得られたルシフェラーゼを
含む粗酵素液を50℃で10分間熱処理し、その中の10μl
について、特開平1-141592号公報記載の方法で力価の測
定を行った。その結果野生型ゲンジボタルルシフェラー
ゼより熱安定性に優れているものを得た。更に、この粗
酵素液を特開平1-141592号公報記載の方法で精製し、上
記の方法で熱処理し、力価を測定した結果、野生型の精
製ルシフェラーゼより熱安定性に優れていることが判明
した。以上の如くして得られた耐熱性ルシフェラーゼを
コードする遺伝子の組み込まれた組み換え体プラスミド
DNAを pGLf37 T−M−2と命名し、該組み換え体
プラスミドDNAで形質転換された大腸菌、すなわち大
腸菌 (E. coli) JM101(p GLf37 T−M−2)は工業
技術院微生物工業技術研究所に微工研条寄第3452号(FE
RM BP-3452)として寄託されている。The crude enzyme solution containing luciferase thus obtained was heat-treated at 50 ° C. for 10 minutes, and 10 μl of
Was measured for titer by the method described in JP-A-1-141592. As a result, a thermostability of wild type firefly luciferase was obtained. Furthermore, the crude enzyme solution was purified by the method described in JP-A-1-141592, heat-treated by the above-described method, and the titer was measured.As a result, it was found that the crude enzyme solution had better thermal stability than the wild-type purified luciferase. found. The recombinant plasmid DNA into which the gene encoding thermostable luciferase obtained as described above was incorporated was named pGLf37TM-2, and E. coli transformed with the recombinant plasmid DNA, that is, E. coli ( E. coli) E. coli ) JM101 (pGLf37T-M-2) was sent to the Institute of Microbial Industry and Technology by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.
RM BP-3452).
【0063】なお、このようにして得られた変異型ホタ
ルルシフェラーゼは野生型ホタルルシフェラーゼのアミ
ノ酸配列において217 位のスレオニンがイソロイシンに
置換されている。精製した本酵素100キロカウント(Kco
unt)含有する酵素液100 μl〔10%飽和硫酸アンモニウ
ム、0.2mM エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム及び0.
2 %(w/v)アルブミンを含有する10mMリン酸緩衝液( p
H 7.6)〕を温度50℃で60分間保持して残存する酵素活
性を測定した。その結果本酵素は上記条件で65%の残存
酵素活性を保持していた。In the mutant firefly luciferase thus obtained, threonine at position 217 in the amino acid sequence of wild-type firefly luciferase is substituted with isoleucine. 100 kilo counts (Kco
unt) containing 100 μl of the enzyme solution [10% saturated ammonium sulfate, 0.2 mM disodium ethylenediaminetetraacetate and 0.1%
10 mM phosphate buffer containing 2% (w / v) albumin (p
H7.6)] was maintained at a temperature of 50 ° C. for 60 minutes, and the remaining enzyme activity was measured. As a result, this enzyme retained 65% of the remaining enzyme activity under the above conditions.
【0064】なお、対照として野生型ホタルルシフェラ
ーゼについても上記と同様にして残存酵素活性を測定し
たところ活性は確認できなかった。 17. 部位特異的変換 次にゲンジボタルルシフェラーゼの217番目のスレオニ
ンを疎水性のアミノ酸であるバリン及びロイシンに変換
させる方法を記載する。As a control, wild-type firefly luciferase was measured for residual enzyme activity in the same manner as above, and no activity was confirmed. 17. Site-specific conversion Next, a method for converting threonine at position 217 of Genji firefly luciferase into hydrophobic amino acids valine and leucine will be described.
【0065】組み換え体プラスミドpGLf37DNA10μg
を制限酵素EcoRI, PstI (いずれも宝酒造社製)で二重
消化し、ルシフェラーゼc−DNAを含む2.1kbDNA
断片2.5μgを得た。このDNA断片をプラスミドpUC119
DNA(宝酒造社製)にサブクローンし、得られたプ
ラスミドDNAをpGPM-1と命名した。次いで組み換え体
プラスミドpGPM-1を項目5記載の方法で大腸菌JM101( AT
CC33876)に導入した。このようにして得られた大腸菌
にヘルパーファージM13K07(宝酒造社製)を感染させる
ことにより、メッシング(Messing)の方法〔メソズ
イン エンザイモロジー(Methods in Enzymology)、
第101巻、第20〜78項(1983)〕に従って1本鎖DNA
を調製した。得られた1本鎖DNAによる部位特異的変
換は、インビトロ ミュータジェネシス システム バ
ージョン2.0(アマシャム社製)を用いて行った。な
お、部位特異的変換のプライマーとして用いる為に、以
下の2種に合成DNAを項目15記載の方法で合成し
た。すなわち、バリン用のプライマーとして配列番号5
に示す合成DNAを、ロイシン用のプライマーとして配
列番号6に示す合成DNAを部位特異的変異に供するプ
ライマーとして夫々用いた。10 μg of recombinant plasmid pGLf37 DNA
Was double digested with restriction enzymes Eco RI and Pst I (both manufactured by Takara Shuzo), and 2.1 kb DNA containing luciferase c-DNA was digested.
2.5 μg of fragments were obtained. This DNA fragment was converted to plasmid pUC119.
The DNA was subcloned into DNA (Takara Shuzo), and the obtained plasmid DNA was named pGPM-1. Then, the recombinant plasmid pGPM-1 was transformed into Escherichia coli JM101 (AT
CC33876). The Escherichia coli thus obtained is infected with helper phage M13K07 (Takara Shuzo Co., Ltd.) to carry out a meshing method [Mesozu
Methods in Enzymology,
Vol. 101, pp. 20-78 (1983)].
Was prepared. The site-specific conversion using the obtained single-stranded DNA was performed using in vitro mutagenesis system version 2.0 (manufactured by Amersham). In order to use as a primer for site-specific conversion, the following two kinds of synthetic DNAs were synthesized by the method described in Item 15. That is, as a primer for valine, SEQ ID NO: 5
Were used as primers for leucine and the primers for subjecting the synthetic DNA shown in SEQ ID NO: 6 to site-specific mutation, respectively.
【0066】また、部位特異的変換遺伝子のシークエン
シングは、ダイプライマー タックシークェンシング
キット(アプライド バイオシステムズ社製)を用いて
反応を行い、ABI373A DNAシーケンサー(アプライド
バイオシステムズ社製)で泳動、解析を行った。この
ようにして得られた部位特異的変換遺伝子は、野生型ホ
タルルシフェラーゼの217番目のアミノ酸がバリン、ロ
イシンに変換されているアミノ酸配列をコードしてお
り、前者をpGPM-1-Val、後者をpGPM-1-Leuと命名した。In addition, sequencing of the site-specific conversion gene is performed by using the primer primer tack sequencing.
The reaction was performed using a kit (manufactured by Applied Biosystems), and electrophoresis and analysis were performed using an ABI373A DNA sequencer (manufactured by Applied Biosystems). The site-specific conversion gene thus obtained encodes an amino acid sequence in which the 217th amino acid of wild-type firefly luciferase has been converted to valine and leucine, the former being pGPM-1-Val and the latter being It was named pGPM-1-Leu.
【0067】次に部位特異的遺伝子pGPM-1-ValDNA及
びpGPM-1-LeuDNA10μgを制限酵素EcoRI, PstI (い
ずれも宝酒造社製)で二重消化し、ルシフェラーゼc−
DNAを含む2.1kbDNA断片を、夫々2.5μgずつ得
た。これらのDNA断片を夫々組み換え体プラスミドpG
Lf37DNAを制限酵素EcoRI, PstI(いずれも宝酒造社
製)で二重消化して得たルシフェラーゼc─DNAを含
まないベクター部分にクローニングして得られたプラス
ミドDNAをpGLf37-217Val,pGLf37-217Leuと命名し
た。[0067] Next restriction site specific gene pGPM-1-ValDNA and pGPM-1-LeuDNA10μg enzyme Eco RI, was double-digested with Pst I (both manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.), luciferase c-
2.5 μg of each 2.1 kb DNA fragment containing DNA was obtained. Each of these DNA fragments was transformed with the recombinant plasmid pG.
Plasmid DNA obtained by double digestion of Lf37 DNA with restriction enzymes Eco RI and Pst I (both manufactured by Takara Shuzo) and cloning into a vector portion not containing luciferase c─DNA was used to obtain pGLf37-217Val, pGLf37-217Leu It was named.
【0068】次いで、組み換え体プラスミドpGLf37-217
Val 及びpGLf37-217Leu を項目5記載の方法で大腸菌JM
101株(ATCC 33876)に導入し、大腸菌 (E. coli)JM10
1(pGLf37-217Val)及び大腸菌 (E. coli)JM101 (pGLf
37-217Leu)を得た。なお、これらの形質転換体のう
ち、大腸菌 (E. coli)JM101(pGLf37-217Val)は、微
工研条寄第3647号(FERM BP-3647)として、大腸菌 (E.
coli)JM101 (pGLf37-217Leu)は微工研条寄第3648号
(FERM BP-3648)として、それぞれ工業技術院微生物工
業技術研究所に寄託されている。これらの形質転換体よ
り項目16記載の方法により粗酵素液を得、更にこの粗酵
素液を特開平1-141592号公報記載の方法で精製した。こ
のようにして得られた精製ルシフェラーゼを50℃で60分
間熱処理し、その中の10μLについて特開平1-141592号
公報記載の方法で残存する酵素活性を測定したところ、
大腸菌 (E. coli)JM101 (pGLf37-217Val)由来ルシフ
ェラーゼは、65%残存酵素活性を保持し、また、大腸菌
(E. coli)JM101 (pGLf37-217Leu)由来ルシフェラー
ゼは、70%残存酵素活性を保持していた。 18. 組み換え体プラスミド pHLf7DNAの変異 次にヘイケボタル(ルシオラ・ラテラリス(Luciola. l
ateralis) )のルシフェラーゼの 217番目のアラニンを
疎水性のアミノ酸であるバリン、ロイシン及びイソロイ
シンに変換させる方法を記載する。Next, the recombinant plasmid pGLf37-217
Val and pGLf37-217Leu were subjected to E. coli JM by the method described in Item 5.
Introduced into strain 101 (ATCC 33876) and transformed into E. coli JM10
1 (pGLf37-217Val) and E. coli JM101 (pGLf37-217Val)
37-217 Leu). Among these transformants, Escherichia coli ( E. coli ) JM101 (pGLf37-217Val) was transformed into Escherichia coli ( E.
E. coli ) JM101 (pGLf37-217Leu) has been deposited with the Institute of Microbial Industry and Technology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology as Microfabrication Research Institute No. 3648 (FERM BP-3648). A crude enzyme solution was obtained from these transformants by the method described in Item 16, and the crude enzyme solution was further purified by the method described in JP-A-1-141592. The purified luciferase thus obtained was heat-treated at 50 ° C. for 60 minutes, and the remaining enzyme activity was measured for 10 μL of the luciferase by the method described in JP-A-1-141592.
Luciferase derived from E. coli JM101 (pGLf37-217Val) retains 65% residual enzymatic activity.
Luciferase derived from ( E. coli ) JM101 (pGLf37-217Leu) retained 70% residual enzyme activity. 18. Recombinant plasmid pHLf7DNA mutations then HEIKE firefly (Luciola lateralis (Luciola. L
Ateralis )) A method for converting alanine at position 217 of luciferase into hydrophobic amino acids valine, leucine and isoleucine is described.
【0069】特開平2-171189号公報記載の方法で取得し
た組み換え体プラスミド pHLf7を項目5記載の方法で
大腸菌JM101 (ATCC 33876)に導入した。なお、得られた
ルシオラ・ラテラリス由来のルシフェラーゼc-DNAの
みの全塩基配列を配列番号7に、また、当該c-DNAか
ら選定されるポリペプチドのアミノ酸配列を配列番号8
に夫々示した。このようにして得られた大腸菌より項目
17記載の方法で1本鎖DNAを調製した。得られた1本
鎖DNAによる部位特異的変換は、インビトロミュータ
ジェネシスシステム バージョン−2.0 (アマシャム社
製) を用いて行なった。なお部位特異的変換のプライマ
ーとして用いる為に、以下の3種の合成DNAを項目15
記載の方法で合成した。すなわち、バリン用のプライマ
ーとして配列番号9に示す合成DNAを、ロイシン用プ
ライマーとして配列番号10に示す合成DNAを、イソロ
イシン用のプライマーとして配列番号11に示す合成DN
Aを部位特異的変異に供するプライマーとして夫々用い
た。また部位特異的変異遺伝子のシークエンシングは、
ダイプライマー タックシークエンシングキット (アプ
ライドバイオシステムズ社製) を用いて反応を行ない、
ABI 373A DNAシークエンサー (アプライドバイオシ
ステムズ社製) で泳動解析を行なった。このようにして
得られた組み換え体プラスミドにおけるルシフェラーゼ
の部位特異的変換遺伝子は、野生型ヘイケボタルルシフ
ェラーゼの 217番目のアミノ酸に相当する遺伝子部分が
バリン、ロイシン、イソロイシンに変換されているアミ
ノ酸をコードしており、夫々pHLf7-217Val、 pHLf7-217
Leu 、pHLf7-217Ileと命名した。The recombinant plasmid pHLf7 obtained by the method described in JP-A-2-171189 was introduced into E. coli JM101 (ATCC 33876) by the method described in Item 5. The entire base sequence of only the obtained luciferase c-DNA derived from Luciola lateralis is shown in SEQ ID NO: 7, and the amino acid sequence of a polypeptide selected from the c-DNA is shown in SEQ ID NO: 8
Respectively. From the E. coli obtained in this way,
Single-stranded DNA was prepared by the method described in 17. The site-specific conversion using the obtained single-stranded DNA was performed using in vitro mutagenesis system version-2.0 (manufactured by Amersham). In order to use as primers for site-specific conversion, the following three types of synthetic DNAs were used in item 15:
It was synthesized by the method described. That is, the synthetic DNA shown in SEQ ID NO: 9 as a primer for valine, the synthetic DNA shown in SEQ ID NO: 10 as a primer for leucine, and the synthetic DN shown in SEQ ID NO: 11 as a primer for isoleucine.
A was used as a primer for site-specific mutation. In addition, sequencing of site-specific mutant genes
Perform the reaction using Dye Primer Tack Sequencing Kit (Applied Biosystems),
Electrophoresis analysis was performed using an ABI 373A DNA sequencer (Applied Biosystems). The luciferase site-specific conversion gene in the recombinant plasmid obtained in this manner encodes an amino acid in which the gene portion corresponding to amino acid 217 of wild-type Heike firefly luciferase has been converted to valine, leucine, and isoleucine. PHLf7-217Val, pHLf7-217 respectively
Leu, named pHLf7-217Ile.
【0070】次いで、組み換え体プラスミドpHLf7-217V
al、pHLf7-217Leu、pHLf7-217Ileを項目5記載の方法で
大腸菌 JM101株 (ATCC 33876) に導入し、大腸菌 (E. c
oli)JM101 (pHLf7-217Val)、大腸菌 (E. coli)JM101
(pHLf7-217Leu)、及び大腸菌 (E. coli)JM101 (pHLf7-
217Ile)、を得た。なお、これらの形質転換体のうち、
大腸菌 (E.coli) JM101 (pHLf7-217Val)は、微工研条寄
第3839号(FERM BP-3839)として;大腸菌 (E. coli)J
M101 (pHLf7-217Leu)は、微工研条寄第3840号(FERM BP
-3840)として;、大腸菌 (E. coli) JM101 (pHLf7-21
7Ile) は、微工研条寄第3841号(FERM BP-3841)とし
て、夫々工業技術院微生物工業技術研究所に寄託されて
いる。これらの形質転換体より項目16記載の方法により
粗酵素液を得、更に、この粗酵素液を特開平1-262791号
公報記載の方法で精製した。このようにして得られた精
製ルシフェラーゼを50℃で60分間熱処理し、その中の10
μl について特開平1-262791号公報記載の方法で残存す
る酵素活性を測定したところ、すべて65%以上の残存活
性を保持していた。Next, the recombinant plasmid pHLf7-217V
al, pHLf7-217Leu and pHLf7-217Ile were introduced into Escherichia coli JM101 strain (ATCC 33876) according to the method described in Item 5, and E. coli ( E. c.
oli ) JM101 (pHLf7-217Val), E. coli JM101
(pHLf7-217Leu), and E. coli JM101 (pHLf7-217Leu)
217Ile). In addition, among these transformants,
Escherichia coli (E.coli) JM101 (pHLf7-217Val) is, FERM BP-3839 as (FERM BP-3839); Escherichia coli (E. coli) J
M101 (pHLf7-217Leu) is available from
-3840); E. coli JM101 (pHLf7-21
7Ile) has been deposited in the Microbial Industry Research Institute of the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology as Microfabrication Research Article No. 3841 (FERM BP-3841). A crude enzyme solution was obtained from these transformants by the method described in Item 16, and the crude enzyme solution was further purified by the method described in JP-A-1-262791. The purified luciferase thus obtained was heat-treated at 50 ° C. for 60 minutes, and 10
The residual enzymatic activity of μl was measured by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-262791, and all the enzymatic activities were maintained at 65% or more.
【0071】上記より明らかな如く本発明は、対照に比
し著しく耐熱性を有するルシフェラーゼであることが判
った。As is clear from the above, it was found that the present invention is a luciferase having remarkably higher thermostability than the control.
【0072】[0072]
【発明の効果】本発明により耐熱性ホタルルシフェラー
ゼ遺伝子、この遺伝子を組み換え体DNA及び該組み換
え体DNAを含む微生物により耐熱性ホタルルシフェラ
ーゼを製造する方法並びにそのようにして得られた新規
な耐熱性ホタルルシフェラーゼが提供された。そして、
本発明の方法により、耐熱性ホタルルシフェラーゼを効
率よく生産することができるので、本発明は産業上極め
て有用である。Industrial Applicability According to the present invention, a thermostable firefly luciferase gene, a method for producing thermostable firefly luciferase using a recombinant DNA and a microorganism containing the recombinant DNA, and a novel thermostable firefly thus obtained Luciferase was provided. And
Since the thermostable firefly luciferase can be efficiently produced by the method of the present invention, the present invention is extremely useful industrially.
【0073】[0073]
【配列表】1.配列番号1 (1) 配列の長さ: 1644 (2) 配列の型:核酸 (3) 鎖の数:一本鎖 (4) トポロジー:直鎖状 (5) 配列の種類:cDNA to mRNA (6) 起源:ルシオラ・クルシアタ (7)配列: ATG GAA AAC ATG GAA AAC GAT GAA AAT ATT GTA GTT GGA CCT AAA 45 CCG TTT TAC CCT ATC GAA GAG GGA TCT GCT GGA ACA CAA TTA CGC 90 AAA TAC ATG GAG CGA TAT GCA AAA CTT GGC GCA ATT GCT TTT ACA 135 AAT GCA GTT ACT GGT GTT GAT TAT TCT TAC GCC GAA TAC TTG GAG 180 AAA TCA TGT TGT CTA GGA AAA GCT TTG CAA AAT TAT GGT TTG GTT 225 GTT GAT GGC AGA ATT GCG TTA TGC AGT GAA AAC TGT GAA GAA TTT 270 TTT ATT CCT GTA ATA GCC GGA CTG TTT ATA GGT GTA GGT GTT GCA 315 CCC ACT AAT GAG ATT TAC ACT TTA CGT GAA CTG GTT CAC AGT TTA 360 GGT ATC TCT AAA CCA ACA ATT GTA TTT AGT TCT AAA AAA GGC TTA 405 GAT AAA GTT ATA ACA GTA CAG AAA ACA GTA ACT ACT ATT AAA ACC 450 ATT GTT ATA CTA GAT AGC AAA GTT GAT TAT CGA GGA TAT CAA TGT 495 CTG GAC ACC TTT ATA AAA AGA AAC ACT CCA CCA GGT TTT CAA GCA 540 TCC AGT TTC AAA ACT GTG GAA GTT GAC CGT AAA GAA CAA GTT GCT 585 CTT ATA ATG AAC TCT TCG GGT TCT ACC GGT TTG CCA AAA GGC GTA 630 CAA CTT ACT CAC GAA AAT ACA GTC ACT AGA TTT TCT CAT GCT AGA 675 GAT CCG ATT TAT GGT AAC CAA GTT TCA CCA GGC ACC GCT GTT TTA 720 ACT GTC GTT CCA TTC CAT CAT GGT TTT GGT ATG TTC ACT ACT CTA 765 GGG TAT TTA ATT TGT GGT TTT CGT GTT GTA ATG TTA ACA AAA TTC 810 GAT GAA GAA ACA TTT TTA AAA ACT CTA CAA GAT TAT AAA TGT ACA 855 AGT GTT ATT CTT GTA CCG ACC TTG TTT GCA ATT CTC AAC AAA AGT 900 GAA TTA CTC AAT AAA TAC GAT TTG TCA AAT TTA GTT GAG ATT GCA 945 TCT GGC GGA GCA CCT TTA TCA AAA GAA GTT GGT GAA GCT GTT GCT 990 AGA CGC TTT AAT CTT CCC GGT GTT CGT CAA GGT TAT GGT TTA ACA 1035 GAA ACA ACA TCT GCC ATT ATT ATT ACA CCA GAA GGA GAC GAT AAA 1080 CCA GGA GCT TCT GGA AAA GTC GTG CCG TTG TTT AAA GCA AAA GTT 1125 ATT GAT CTT GAT ACC AAA AAA TCT TTA GGT CCT AAC AGA CGT GGA 1170 GAA GTT TGT GTT AAA GGA CCT ATG CTT ATG AAA GGT TAT GTA AAT 1215 AAT CCA GAA GCA ACA AAA GAA CTT ATT GAC GAA GAA GGT TGG CTG 1260 CAC ACC GGA GAT ATT GGA TAT TAT GAT GAA GAA AAA CAT TTC TTT 1305 ATT GTC GAT CGT TTG AAG TCT TTA ATC AAA TAC AAA GGA TAC CAA 1350 GTA CCA CCT GCC GAA TTA GAA TCC GTT CTT TTG CAA CAT CCA TCT 1395 ATC TTT GAT GCT GGT GTT GCC GGC GTT CCT GAT CCT GTA GCT GGC 1440 GAG CTT CCA GGA GCC GTT GTT GTA CTG GAA AGC GGA AAA AAT ATG 1485 ACC GAA AAA GAA GTA ATG GAT TAT GTT GCA AGT CAA GTT TCA AAT 1530 GCA AAA CGT TTA CGT GGT GGT GTT CGT TTT GTG GAT GAA GTA CCT 1575 AAA GGT CTT ACT GGA AAA ATT GAC GGC AGA GCA ATT AGA GAA ATC 1620 CTT AAG AAA CCA GTT GCT AAG ATG 1644 2.配列番号2 (1) 配列の長さ: 548 (2) 配列の型:アミノ酸 (3) トポロジー:直鎖状 (4) 配列の種類:ペプチド (5) 配列の起源:ルシオラ・クルシアタ (6)配 列: 3. 配列番号3 (1) 配列の長さ:32 (2) 配列の型 :核酸 (3) 鎖の数 :一本鎖 (4) トポロジー:直鎖状 (5) 配列の種類:他の核酸 合成DNAプライマー (6) 配 列 :CGA CAA TGG AAA ACA TGG AAA ACG ATG AAA AT 4. 配列番号4 (1) 配列の長さ:30 (2) 配列の型 :核酸 (3) 鎖の数 :一本鎖 (4) トポロジー:直鎖状 (5) 配列の種類:他の核酸 合成DNAプライマー (6) 配 列 :ATT TTC ATC GTT TTC CAT GTT TTC CAT TGT 5. 配列番号5 (1) 配列の長さ:38 (2) 配列の型 :核酸 (3) 鎖の数 :一本鎖 (4) トポロジー:直鎖状 (5) 配列の種類:他の核酸 合成DNAプライマー (6) 配 列 :CTC TAG CAT GCG AAA ATC TAG TGA CTA CAT TTT CGT GA 6. 配列番号6 (1) 配列の長さ:38 (2) 配列の型 :核酸 (3) 鎖の数 :一本鎖 (4) トポロジー:直鎖状 (5) 配列の種類:他の核酸 合成DNAプライマー (6) 配 列 :CTC TAG CAT GCG AAA ATC TAG TGA CGA CAT TTT CGT GA 7.配列番号7 (1)配列の長さ:1644 (2)配列の型:核酸 (3)鎖の数:一本鎖 (4)トポロジー:直鎖状 (5)配列の種類:cDNA to mRNA (6)配列の起源:ルシオラ・ラテラリス (7)配列: 8.配列番号8 (1)配列の長さ: 548 (2)配列の型:アミノ酸 (3)トポロジー:直鎖状 (4)配列の種類:ペプチド (5)配列の起源:ルシオラ・ラテラリス (6)配 列: 9. 配列番号9 (1) 配列の長さ:36 (2) 配列の型 :核酸 (3) 鎖の数 :一本鎖 (4) トポロジー:直鎖状 (5) 配列の種類:他の核酸 合成DNAプライマー (6) 配 列 :AGC GTG AGA AAA ACG CGT GAC GAC ATT TTC ACG AGT 10. 配列番号10 (1) 配列の長さ:36 (2) 配列の型 :核酸 (3) 鎖の数 :一本鎖 (4) トポロジー:直鎖状 (5) 配列の種類:他の核酸 合成DNAプライマー (6) 配 列 :AGC GTG AGA AAA ACG CGT GAC CAA ATT TTC ACG AGT 11. 配列番号11 (1) 配列の長さ:36 (2) 配列の型 :核酸 (3) 鎖の数 :一本鎖 (4) トポロジー:直鎖状 (5) 配列の種類:他の核酸 合成DNAプライマー (6) 配 列 :AGC GTG AGA AAA ACG CGT GAC GAT ATT TTC ACG AGT[Sequence List] SEQ ID NO: 1 (1) Sequence length: 1644 (2) Sequence type: nucleic acid (3) Number of strands: single-stranded (4) Topology: linear (5) Sequence type: cDNA to mRNA (6 ) Origin: Luciola cruciata (7) Sequence: ATG GAA AAC ATG GAA AAC GAT GAA AAT ATT GTA GTT GGA CCT AAA 45 CCG TTT TAC CCT ATC GAA GAG GGA TCT GCT GGA ACA CAA TTA CGC 90 AAA TAC ATG GAG CGA TAT GCA AAA CTT GGC GCA ATT GCT TTT ACA 135 AAT GCA GTT ACT GGT GTT GAT TAT TCT TAC GCC GAA TAC TTG GAG 180 AAA TCA TGT TGT CTA GGA AAA GCT TTG CAA AAT TAT GGT TTG GTT 225 GTT GAT GGC AGA ATT GCG TTA TGC AGT GAA AAC TGT GAA GAA TTT 270 TTT ATT CCT GTA ATA GCC GGA CTG TTT ATA GGT GTA GGT GTT GCA 315 CCC ACT AAT GAG ATT TAC ACT TTA CGT GAA CTG GTT CAC AGT TTA 360 GGT ATC TCT AAA CCA ACA ATT GTA TTT AGT TCT AAA AAA GGC TTA 405 GAT AAA GTT ATA ACA GTA CAG AAA ACA GTA ACT ACT ATT AAA ACC 450 ATT GTT ATA CTA GAT AGC AAA GTT GAT TAT CGA GGA TAT CAA TGT 495 CTG GAC ACC TTT ATA AAA AGA AAC ACT CCA CCA GGT TTT CAA GCA 540 TCC AGT TTC AAA ACT GTG GAA GTT GAC CGT AAA GAA CAA GTT GCT 585 CTT ATA ATG AAC TCT TCG GGT TCT ACC GGT TTG CCA AAA GGC GTA 630 CAA CTT ACT CAC GAA AAT ACA GTC ACT AGA TTT TCTCAT GCT AGA 675 GAT CCG ATT TAT GGT AAC CAA GTT TCA CCA GGC ACC GCT GTT TTA 720 ACT GTC GTT CCA TTC CAT CAT GGT TTT GGT ATG TTC ACT ACT CTA 765 GGG TAT TTA ATT TGT GGT TTT CGT GTT GTA ATG TTA ATC ATC AAA 810 GAT GAA GAA ACA TTT TTA AAA ACT CTA CAA GAT TAT AAA TGT ACA 855 AGT GTT ATT CTT GTA CCG ACC TTG TTT GCA ATT CTC AAC AAA AGT 900 GAA TTA CTC AAT AAA TAC GAT TTG TCA AAT TTA GTT GAG ATT GCA 945 TCT GGC GGA GCA CCT TTA TCA AAA GAA GTT GGT GAA GCT GTT GCT 990 AGA CGC TTT AAT CTT CCC GGT GTT CGT CAA GGT TAT GGT TTA ACA 1035 GAA ACA ACA TCT GCC ATT ATT ATT ATT ACA CCA GAA GGA GAC GAT AAA 1080 CCA GGA TCT GGA AAA GTC GTG CCG TTG TTT AAA GCA AAA GTT 1125 ATT GAT CTT GAT ACC AAA AAA TCT TTA GGT CCT AAC AGA CGT GGA 1170 GAA GTT TGT GTT AAA GGA CCT ATG CTT ATG AAA GGT TAT GTA AAT 1215 AAT CCA GAA GCA ACA AAA GAA CTT ATT GAC GAA GAA GGT TGG CTG 1260 CAC ACC GGA GAT ATT GGA TAT TAT GAT GAA GAA AAA CAT TTC TTT 1305 ATT GTC GAT CGT TTG AAG TCT TTA ATC AAA TAC AAA GGA TAC CAA 1350 GTA CCA CCT GCC GAA TTA GAA TCC GTT CTT TTG CAA CAT CCA TCT 1395 ATC TTT GAT GCT GGT GTT GCC GGC GTT CCT GAT CCT GTA GCT GGC 1440 GAG CTT CCA GGA GCC GTT GTT GTA CTG GAA AGC GGA AAA AAT ATG 1485 ACC GAA AAA GAA GTA ATG TAT GTT GCA AGT CAA GTT TCA AAT 1530 GCA AAA CGT TTA CGT GGT GGT GTT CGT TTT GTG GAT GAA GTA CCT 1575 AAA GGT CTT ACT GGA AAA ATT GAC GGC AGA GCA ATT AGA GAA ATC 1620 CTT AAG AAA CCA GTT GCT AAG ATG 1644 . SEQ ID NO: 2 (1) Sequence length: 548 (2) Sequence type: amino acid (3) Topology: linear (4) Sequence type: peptide (5) Sequence origin: Luciola crusata (6) Columns: 3. SEQ ID NO: 3 (1) Sequence length: 32 (2) Sequence type: nucleic acid (3) Number of chains: single-stranded (4) Topology: linear (5) Sequence type: other nucleic acids Synthetic DNA primer (6) Sequence: CGA CAA TGG AAA ACA TGG AAA ACG ATG AAA AT 4. SEQ ID NO: 4 (1) Sequence length: 30 (2) Sequence type: Nucleic acid (3) Number of chains: One Main strand (4) Topology: linear (5) Sequence type: other nucleic acid Synthetic DNA primer (6) Sequence: ATT TTC ATC GTT TTC CAT GTT TTC CAT TGT 5. Sequence number 5 (1) Sequence length Length: 38 (2) Sequence type: Nucleic acid (3) Number of strands: Single stranded (4) Topology: Linear (5) Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA primer (6) Sequence: CTC TAG CAT GCG AAA ATC TAG TGA CTA CAT TTT CGT GA 6. SEQ ID NO: 6 (1) Sequence length: 38 (2) Sequence type: Nucleic acid (3) Number of chains: Single strand (4) Topology: Linear Shape (5) Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DN Primer (6) sequence: CTC TAG CAT GCG AAA ATC TAG TGA CGA CAT TTT CGT GA 7. SEQ ID NO: 7 (1) Sequence length: 1644 (2) Sequence type: nucleic acid (3) Number of strands: single strand (4) Topology: linear (5) Sequence type: cDNA to mRNA (6 ) Origin of sequence: Luciola lateralis (7) Sequence: 8. SEQ ID NO: 8 (1) Sequence length: 548 (2) Sequence type: amino acid (3) Topology: linear (4) Sequence type: peptide (5) Sequence origin: Luciola lateralis (6) Columns: 9. SEQ ID NO: 9 (1) Sequence length: 36 (2) Sequence type: nucleic acid (3) Number of chains: single-stranded (4) Topology: linear (5) Sequence type: other nucleic acids Synthetic DNA primer (6) Sequence: AGC GTG AGA AAA ACG CGT GAC GAC ATT TTC ACG AGT 10. SEQ ID NO: 10 (1) Sequence length: 36 (2) Sequence type: Nucleic acid (3) Number of chains: Single strand (4) Topology: linear (5) Sequence type: other nucleic acid Synthetic DNA primer (6) Sequence: AGC GTG AGA AAA ACG CGT GAC CAA ATT TTC ACG AGT 11. SEQ ID NO: 11 (1) Sequence length: 36 (2) Sequence type: nucleic acid (3) Number of strands: single-stranded (4) Topology: linear (5) Sequence type: other nucleic acid Synthetic DNA primer (6) Sequence : AGC GTG AGA AAA ACG CGT GAC GAT ATT TTC ACG AGT
【図1】組み換え体プラスミドpALfDNAの制限酵
素による切断地図。FIG. 1 is a restriction map of a recombinant plasmid pALfDNA by a restriction enzyme.
【図2】組み換え体プラスミドpGLfDNAの制限酵
素による切断地図。FIG. 2 is a cleavage map of a recombinant plasmid pGLfDNA by a restriction enzyme.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 微生物の受託番号 FERM BP−3452 微生物の受託番号 FERM BP−3648 (56)参考文献 特開 平3−285683(JP,A) 特開 平2−171189(JP,A) Gene,77(1989),(2),p. 265−270 J.Biolumin.Chemil umin.,3(1989),(2),p. 75−78 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 15/00 C12N 1/21 C12N 9/02 BIOSIS(DIALOG) CA(STN) REGISTRY(STN) WPI(DIALOG)──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page Microorganism accession number FERM BP-3452 Microorganism accession number FERM BP-3648 (56) References JP-A-3-285683 (JP, A) JP-A-2-171189 (JP, A) Gene, 77 (1989), (2), pp. 265-270. Biolumin. Chemil ummin. , 3 (1989), (2), pp. 75-78 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C12N 15/00 C12N 1/21 C12N 9/02 BIOSIS (DIALOG) CA (STN ) REGISTRY (STN) WPI (DIALOG)
Claims (7)
配列において、217位のアミノ酸、又はゲンジボタル
若しくはヘイケボタルのルシフェラーゼの217位と同
等位置のアミノ酸が疎水性アミノ酸(アラニンを除く)
に変異されているアミノ酸配列をコードする耐熱性ホタ
ルルシフェラーゼ遺伝子。1. In the amino acid sequence of wild-type firefly luciferase, the amino acid at position 217 or the amino acid at the position equivalent to position 217 of luciferase of Genji firefly or Heike firefly is a hydrophobic amino acid (excluding alanine).
A thermostable firefly luciferase gene encoding an amino acid sequence mutated to:
タル若しくはゲンジボタルのルシフェラーゼである請求
項1記載の耐熱性ホタルルシフェラーゼ遺伝子。2. The thermostable firefly luciferase gene according to claim 1, wherein the wild-type firefly luciferase is Heike firefly or Genji firefly luciferase.
ン、若しくはバリンである請求項1又は請求項2記載の
ホタルルシフェラーゼ遺伝子。3. The firefly luciferase gene according to claim 1, wherein the hydrophobic amino acid is isoleucine, leucine or valine.
ルルシフェラーゼ遺伝子をベクターDNAに挿入したこ
とを特徴とする組み換え体DNA。4. A recombinant DNA obtained by inserting the thermostable firefly luciferase gene according to claim 1 or 2 into a vector DNA.
み、耐熱性ホタルルシフェラーゼ生産能を有するエッシ
ェリシア属に属する微生物を培地に培養し、培養物より
耐熱性ホタルルシフェラーゼを採取することを特徴とす
る耐熱性ホタルルシフェラーゼの製造法。5. A microorganism containing the recombinant DNA according to claim 4 and having heat-resistant firefly luciferase-producing ability, which belongs to the genus Escherichia, is cultured in a medium, and a heat-resistant firefly luciferase is collected from the culture. A method for producing thermostable firefly luciferase.
配列において、217位のアミノ酸、又はゲンジボタル
若しくはヘイケボタルのルシフェラーゼの217位と同
等位置のアミノ酸が疎水性アミノ酸(アラニンを除く)
に変異されていることを特徴とする耐熱性ホタルルシフ
ェラーゼ。6. In the amino acid sequence of wild-type firefly luciferase, the amino acid at position 217 or the amino acid at the position equivalent to position 217 of luciferase of Genji firefly or Heike firefly is a hydrophobic amino acid (excluding alanine).
A thermostable firefly luciferase characterized by being mutated to:
タル若しくはゲンジボタルのルシフェラーゼである請求
項6記載の耐熱性ホタルルシフェラーゼ。7. The thermostable firefly luciferase according to claim 6, wherein the wild-type firefly luciferase is Heike firefly or Genji firefly luciferase.
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